DIVONZIL GONÇALVES CORDEIRO

LIMITES E ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA DE LATOSSOLOS ROXO

DO ESTADO DO PARANÁ

Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração em Ciência do Solo, do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná, como requisito parcial à obtenção do grau de mestre.

Curitiba

1991

M I N I S T É R I O D A E D U C A Ç A O

U N I V E R S I D A D E F E D E R A I D O P A R A N Á

S E T O R D E C i l N C I A S A O R I A S

CURSO DE POS-GRADUAÇAO EM AGRONOMIA-ÁREA DE CONCENTRAÇÃO "CIÊNCIA DO SOLO"

A R E R

Os Membros da Comissão Examinadora, designada pela Coorde-nadora do Curso de Pos-Graduação em Agronomia-Área de Concentra ção "Ciência do Solo" (ad-referendum), para realizar a argüiçãc da Dissertação de Mestrado, apresentada pelo candidato DIVONZII GONÇALVES CORDEIRO com o título: "LIMITES E ÍNDICES DE ..CONSIS-TÊNCIA DE LATOSSOLOS ROXO DO ESTADO DO PARANÁ", para obtenção do grau de Mestre em Agronomia-Área de Concentração "Ciência dc Solo" do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná, após haver analisado o referido trabalho e arguido o candidato, são de parecer pela "APROVAÇÃO" da Dissertação, com conceito PA", completando assim, os requisitos necessários para receber o diploma de Mestre em Agronomia-Área de Concentração "Ciência do Solo".

Secretaria do Curso de Pos-Graduação em Agronomia-Área de Concentração "Ciência do Solo", em Curitiba, 13 de novembro de 1991.

Prof. Dr. C uxz Preve(Je41o, Presidente. /- * cs C l

Eng2 Agr2 Dr. Renato Antonio Dedecek, l2 Examinador.

Prof. Dr. Marcos Lui^de #aula Souza, 2- Examinador.

ßQKtfUJ^ Profs Dr§ Beatriz M/

em exercício. revedello, Coordenadora

AGRADECIMENTOS

A Deus pela força que nos deu para chegarmos ao final de mais esta etapa.

Ao Prof. Dr. Celso Luiz Prevedello, orientador e amigo que não nos faltou em nenhum momento,

Aos professores do Curso de Pós-Graduação em Ciência do Solo pela amizade e ensinamentos,

Aos funcionários do Curso de Pós-Graduação em Ciência do Solo, em especial ao secretário Gerson Nowick,

Aos funcionários dos laboratórios de física e quimica do Departamento de Solos, em especial ao amigo Rui Barbosa da Silva,

Ao Departamento de Estradas e Rodagem do Paraná (DER-Pr), em cujo laboratório de solos da Divisão de Pesquisa e Desenvolvimento foram desenvolvidos ensaios fundamentais para este trabalho,

Aos funcionários da Divisão de Pesquisa e Desenvolvimento do DER-Pr, especialmente a José Pesuchi Júnior, quem nos recebeu, e à equipe do laboratório de física de solos,

Às funcionárias da Biblioteca do Setor de Ciências Agrárias da UFPr pela colaboração,

À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), que nos deu a oportunidade para este aperfeiçoamento,

iv

Aos colegas do curso de Pós-Graduação, especialmente ao <

amigo Miguel Ken Moriya pelo apoio,

À minha esposa e filhos, pelo carinho e paciência,

suportando comigo momentos bastante difíceis,

À minha mãe pelas orações, irmãos e cunhados pelo apoio

e estímulo,

À todos os amigos que nos auxiliaram e incentivaram

durante a realização deste trabalho.

v

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 1

REVISÃO DE LITERATURA 3

2.1. ESTADOS E LIMITES DE CONSISTÊNCIA DO SOLO 3

2.2. MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE CONSISTÊNCIA DO SOLO 6

2.2.1. Métodos de determinação do limite de liquidez (LL), ou limite superior de plasticidade 6

2.2.1.1. Método de Casagrande (1932) 7

2.2.1.2. Método de Bakhtin, citado por Revut e Rode (1981) 8

2.2.1.3. Método de Okhotin, citado por Revut e Rode (1981) 9

2.2.1.4. Método de Vasil'ev, citado por Revut e Rode (1981) 9

2.2.1.5. Método de Campbell (1975) 10

2.2.2. Método de determinação do limite de plasticidade (LP), ou limite inferior de plasticidade 11

2.2.2.1. Método de Casagrande (1932) 11

2.2.2.2. Método de Fedorov, citado por Revut e Rode (1981) 12

2.2.2.3. Método de Boichenko e Goldstein, citados por Revut e Rode (1981)...12

2.2.2.4. Método de Campbell (1976) 13

vi

2.3.

2.2.3. Métodos de determinação dos limites de friabi1idade do so10 •••••••••••••••••••••••• 13

Método de vi1enskii, citado por Revut e Rode (1981) ••••••••••• 14-

2.2.3.2. Método de Kachinskii, citado por Revut e Rode (1981) ••••••••••• 15

2.2.3.3. Método de Ryzhov, citado por Revut e Rode (1981) ••••••••••••••• 15

2.2.3.4. Método de GOd1in, citado'por Revut e Rode (1981) ••••••••••••••• 16

2.2.3.5. Método de Lima (1970) ••••••••••••• 16

2.2.3.6. Método de otomo e Dexter (1981) ••• 18

CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS'SOBRE OS MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE CONSISTÊNCIA •••••••••••• 20

3. MATERIAL E MÉTODOS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 30

3.1. SOLOS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ~ •••••••• 30

3.2. LOCALIZAÇÃO E USO DOS SOLOS ••••••••••••••••••••••••• 31

3.3. COLETA E PREPARO DAS AMOSTRAS ••• ~ ••••••••••••••••••• 32

3.4. ANÁLISES gUIMICA E GRANULOMÉTRICA ••••••••••••••••••• 33

3.5. DETERMINAÇÕES DOS LIMITES E fNDICES DE PLASTICIDADE ••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35

3.6. DETERMINAÇÕES DOS LIMITES, E fNDICES DE FRIABILIDADE ••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35

4. RESULTADOS 1J DISCUSSÃO •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3·7

5. CONCLUSÃO ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 67

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS •••••••••••••••••••••• ~ ••••••••• 69

7 • AN'EXOS X •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 73

8. ANEXOS II ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••. 85

vii

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

1. Aparelho de Casagrande. Aparelho (1); estilete (2); base de ebonite (3); concha (4) 7

2. Variação esquemática da densidade do solo úmido em função da umidade gravimétrica, mostrando os limites e índices de friabilidade (LIMA, 1970) e de plasticidade (BAVER et al. 1972) . A linha descontinua é apenas uma suposta indicação 23

3. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm do solo LIM 38

4. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm do solo LCE 39

5. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 el5 a 30cm do solo MAR 40

6. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm do solo CMO 41

7. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm so solo LAR 42

8. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm do solo LIE 43

9. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm do solo FOI 44

10. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de

viii

o a 15 e 15 a 30cm do solo CMB .................. 45

11. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de ~ O a 15 e 15 a 30cm do solo TOL .................. 46

12. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de O a 15 e 15 a 30cm do solo JUR •••••..•...••..... 47

13. Relação entre a densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas ~e O a 15 e 15 a 30cm do solo UB1 .................. 48

14. Valôres experimentais da densidade úmida em função da umidade gravimétrica, dentro dos intervalos médios de consistência seca, friável e plástica das camadas de O a 15 e 15 a 30cm dos onze LATOS SOLOS ROXO ••••••••••••••••••••••••••••••••• 51

15. Relação entre o índice de plasticidade e limite de liquidez. A linha "A" representa a divisão de Casagrande entre argilas inorgan1cas (acima da linha) e argilas orgânicas (abaixo). As linhas pontilhadas referem-se aos solos havaianos de natureza predominatemente caulinitica ou ox1dica, obtidos por Sato, citado por EL-SWA1FY (1980). Os pontos e~erimentais ea linha cheia referem-se aos LATOSSOLOS ROXO (Pr) ............. 60

ix

RESUMO

Foram estudados os limites e índices de friabilidade e de plasticidade nas profundidades de 0 a 15 e 15 a 3 0cm de onze unidades taxonômicas da classe de LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná. Os limites e índice de friabilidade foram determinados segundo LIMA (1970), a partir das curvas que relacionam a densidade do solo úmido em função da umidade gravimétrica; os limites e índice de plasticidade foram determinados segundo CASAGRANDE (1932). Também foram determinadas, para cada camada de solo, as porcentagens de carbono, argila, silte e areia, bem como as porcentagens de umidades gravimétricas na saturação. Os resultados permitiram concluir que; (i) o estado médio de consistência friável foi relativamente pequeno (20%) diante da magnitude ocupada pelo conjunto dos demais estados (seco, plástico e fluído), que foi de 80%; (ii) tanto o limite de, friabilidade máximo obtido segundo Lima (1970), como o limite de plasticidade determinado segundo CASAGRANDE (1932), foram capazes de identificar a umidade de mudança entre o estado friável e plástico, indistintamente; (iii) a regressão linear entre o índice de plasticidade e o limite de liquidez mostrou um coeficiente angular igual ao dos oxissóis havaianos, e um coeficiente linear que sugere uma composição mineralógica predominantemente caulinítica; (iv) dos efeitos quantitativos das frações organica e mineral, a primeira se mostrou importante em todos os limites e índices de consistência, enquanto que, da segunda, somente a argila. Além disso, a matéria orgânica apresentou igual efeito em ambos os estados friável e plástico, enquanto a argila foi 1,52 vezes mais efetiva no estabelecimento do estado plástico do que no friável; e (v) adicionalmente às porcentagens de carbono e argila, as frações silte e areia também se mostraram importantes na definição dos valores de máxima e mínima densidades do solo úmido.

x

ABSTRACT

Friability and plasticity limits and indexes were determined at O - 15 and 15 - 30cm depths in eleven Dusky RED LATOSSOLS from Paraná state. The friability limits and index were determined following Lima (1970), based on the curves that interrelate moist soil density and gravimetric moistures; the plasticity limits and index followed Casagrande (1932). It was also determined, for each soil depth, percentages of carbon, clay,siltand sand, and gravimetric moisture percentages at saturation. The results allowed to conclude that: (i) the medium stage of friable consistence was relatively small (20%) compared to the others stages (dry, plastic and viscous), that were of 80%; (ii) the maximum friability limit obtained following Lima (1970), and the plasticity limit determined following Casagrande (1932), were able to identify the moisture of change between the friable and plastic stages, indistinctively; (iii) the linear regression between plasticity index and liquid limit showed an angular coefficient equal to those of the hawaiian oxisols, and a linear coefficient that suggests a mineralogic composition dominated by caulinite; (iv) the soil organic fraction was important in alI consistence limits and indexes, while clay was the only fraction important from the soil mineral. The organic matter showed equal effect in bóth friable and plastic stages, while the clay fraction was 1.52 times more effective in determining the plastic stage than in the friable one; and (v) besides the carbon ~nd clay percentages, silt and sand fractions also showed to be important in defining the maximum and minimum values of moist soil density.

xi

1

1 INTRODUÇÃO

Dentre os diversos métodos de trabalhos mecânicos do

solo, todos compreendem distintos processos que atuam sobre ele,

com o objetivo único de se desenvolver uma estrutura apropriada.

Neste aspecto, é desejável que as condições de ruptura do solo

sejam tais, que nem a puramente plástica e nem a completamente

frágil ou quebradiça tenham lugar, mas sim que a consistência

seja friável. Nessas condições se produzem muitos agregados de

tamanho médio, distintos por completo dos torrões amassados como

plástico ou com fragmentos finamente pulverizados, conferindo ao

solo condições físicas satisfatórias ao crescimento e

desenvolvimento das plantas.

O intervalo de umidade ótima para que se produza uma

estrutura desejável (intervalo de friabilidade ou estado de

sasão) é uma característica de cada solo, e são poucos os

agricultores experientes que sabem reconhece-la, porquanto é

função de uma série de fatores físicos e químicos.

Os objetivos deste trabalho foram:

(i) identificar os limites mínimo e máximo de friabilidade,

definindo assim um o intervalo do estado médio de consistência

friável das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades

taxoriômicas da classe LATOSSOLO ROXO, do Estado do Paraná, diante

da magnitude ocupada pelo conjunto( dos demais estados de

2

consistência (seco, plástico e fluido);

(ii) identificar a correlação entre o limite de friabilidade

máxima proposto por LIMA (1970), com o limite de plasticidade

proposto por CASAGRANDE (1932), já que, por definição, ambos

representam a umidade de mudança entre o estado friável e

plástico;

(iii) estabelecer as indicações quantitativas dos efeitos

das frações orgânica e mineral, representadas pelas porcentagens

de carbono, argila, silte e areia, nos seguintes limites e

índices de consistência: Limite de Friabilidade Mínima, Limite de

Friabilidade Máxima, índicede Friabilidade, Limite de

Plasticidade, Limite de Liquidez e índice de Plasticidade.

3

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 ESTADOS E LIMITES DE CONSISTÊNCIA DO SOLO

À medida que a concentração de solo no sistema solo-

água se torna suficiente para que a massa flua livremente, entram

em ação as forças de coesão e adesão. Diz-se, então, que o solo

apresenta uma certa "consistência".

Embora as propriedades mecânicas de um solo sejam

determinadas em grande parte pela sua composição, a relação entre

as fases sólida e líquida é decisiva em qualquer situação. Uma

variação gradual nas propriedades mecânicas de um solo é devida

aos constituintes sólidos (forma, tamanho das partículas e

composição química dos minerais), enquanto que a transição de um

estado para outro nos solos coesivos (contendo mais do que 35% de

argila) é sempre acompanhada por uma variação no conteúdo de água

(REVUT e RODE, 1981).

São t distinguidas quatro formas (ou estados) de

consistência nos solos ( REVUT e RODE, 1981), quais sejam:

sólida, semisólida, plástica e líquida.

Com baixos conteúdos de água, o solo é demasiadamente

coeso pelo efeito cimentante entre as partículas secas. Nesse

estado, se produzem grandes torrões quando o solo é arado (BAVER

et ai-, 1972). KIEHL (1979), chama essa forma de consistência

4

sêca. Ao aumentar o conteúdo de água, as moléculas de água são

adsorvidas sobre as partículas sólidas, debilitando a coesão

e comunicando, segundo BAVER et al. (1972)^ friabilidade à massa

de solo. Segundo esses autores, existe um intervalo de umidade em

que são ótimas as condições para os trabalhos mecânicos do solo,

cujo limite superior coincide com o limite de plasticidade, isto

é, quando a coesão das películas de água ao redor das partículas

sólidas promovem aglutinação do solo, iniciando-se o estado

plástico. Como se nota, a zona de friabilidade referida por BAVER

et al. (1972), coincide com a forma de consistência "semisólida",

que se inicia com a debilidade das forças de coesão (inicio da

friabilidade) e termina quando o solo inicia sinais de

plasticidade. LIMA (1970), propôs um método, que será descrito

adiante, para caracterizar as umidades inicial e final do

intervalo de friabilidade, a partir da terra fina seca ao ar.

ATTERBERG (1911), BAVER at al. (1972) , consideram que a umidade

sob a qual a contração do solo cessa (limite de contração)

representa a umidade de mudança entre os estados seco ou (sólido)

e friável (ou semisólido). isso sugere que deve haver Uma relação

direta entre a umidade inicial do estado de friabilidade (LIMA,

1970 ), já que ambas as definições consideram essa umidade como a

umidade de mudança entre os estados sólido e semisólido. Ao que

parece, nenhum estudo foi feito ainda nesse sentido.

Analogamente, e pelas mesmas razões, também deve ser esperada uma

5

relação direta entre a umidade final de friabilidade medida pelo

método de LIMA (1970), com o limite de plasticidade (CASAGRANDE,

1932), que também será apresentado adiante. -

Um solo se diz plástico quando a sua massa pode

adquirir e conservar forma, mesmo depois de cessada a força que o

deformou. As areias, por exemplo, embora possam ser moldadas, não

conservam sua forma, po~ não serem plásticas. A umidade mínima do

solo para que isso aconteça é a umidade de mudança entre a

consistência friável e plástica, originalmente definida por

ATTERBERG (1911,1912). Essa umidade, designada por LP (limite de

plasticidade), segundo BAVER et aI. (1972), é aquela onde o solo

deixa de ser friável e inicia sua consistência plástica, porque a

quantidade de água é suficiente para permitir uma orientação das

partículas sólidas e o deslizamento entre~elas. Essa situação

permanece até quando as películas de água se tornam - ;

suficientemente espessas, de modo que a coesão entre elas diminui

e a massa de solo se torna viscosa e flui. Nesse ponto, diz-se

que o solo atingiu o seu limite superior de plasticidade, como

originalmente foi definido por ATTERBERG (1~11,1912), ou limite

de liquidez r(designado por LL), como mais modernamente é chamado

(BAVER et aI., 1972). O estado de consistência plástica, também

designado por IP :(índice de plasticidade=LL-LP) é, pois, uma

medida indireta da força necessária para moldar o solo (BAVER et

aI., 1972).

Portanto, os limites de consistência do solo são: (i) \

6

limite superior de plasticidade (ATTERBERG, 1911,1912) ou de

liquidez (BAVER et al., 1972), que separa o estado líquido (ou

viscoso) do estado plástico (ou magmático); (ii) limite inferior

de plasticidade (ATTERBERG, 1911, 1912) ou limite de plasticidade^

(BAVER et al., 1972), que separa o estado plástico do estado

friável (ou semisólido). Por razões conceituais, a umidade final

de friabilidade ou friabilidade máxima (FMAX), segundo LIMA

(1970), também separa o estado plástico do friável; e (iii)

limite de contração, que separa o estado friável do seco. Como

antes, a umidade inicial de friabilidade ou friabilidade mínima

(FMIN), segundo LIMA (1970), também separa o estado friável do

seco.

2.2 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE CONSISTÊNCIA DO SOLO

2.2.1 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) ,

OU LIMITE SUPERIOR DE PLASTICIDADE.

A umidade no limite entre .os estados plástico e líquido

pode ser interpretada, também, como o limite de viscosidade. Esse

limite permite julgar a umidade no qual o próprio peso da água

supera as forças de hidratação e de coesão, ou mesmo, o ponto no

qual essas forças começam a ser produzidas (REVUT e RODE, 1981).

7

2.2.1.1 Método de CASAGRANDE (1932)

O limite de liquidez ̂ é caracterizado pela umidade na

qual um sulco de dimensões definidas e previamente feito no solo,

através de um estilete especial, se fecha numa amplitude de 1 cm

após 25 golpes. Este experimento é realizado com o auxílio do

aparelho de CASAGRANDE, figura 1. O aparelho consta de uma concha

de 92mm de diâmetro, que mecânica ou manualmente sofre golpes

verticais com amplitude de lOmm sobre uma base fixa de ebonite.

Figura 1. Aparelho de CASAGRANDE. Aparelho (1); estilete (2); base de ebonite (3); concha (4)

amostra de solo, previamente seca ao ar e passada por tamiz de

8 0,42mm, é misturada com água, e 50 gramas desse material é

colocado na concha, de modo a formar uma espessura de 12mm (na

parte central da concha). A superfície é cuidadosamente alisada,

e um sulco, perpendicularmente à massa de terra, é feito em toda

a sua extensão por meio do estilete especial.

A concha no aparelho sofre os golpes verticais na razão

de duas revoluções por segundo, até que a superfície dos dois

segmentos de solo, divididos pelo sulco, se fundem numa amplitude

de lcm. Nesse estágio, a umidade do solo é determinada. Se o

número de impactos necessários para fusão excede a 25, então a

umidade é aumentada (ou diminuída em caso contrário) e o

experimento é repetido. Após três ou quatro repetições com

diferentes umidades, constrói-se um gráfico desses valores em

função dos logaritmos dos seus respectivos números de impactos. O

ajuste desses pontos é realizado por meio de uma reta, pela qual s

se interpola o valor da umidade correspondente aos 25 impactos.

Esse valor, expresso em porcentagem, corresponde ao limite de

liquidez.

2.2.1.2 Método de BAKHTIN, citado por REVUT E RODE (1981)

Nesse método, a amostra de solo previamente seca ao ar

é passada em tamiz de lmm e colocada sobre um prato de metal de

9 12cm de diâmetro. A amostra é cuidadosamente misturada com água

destilada até a formação de uma consistência pastosa. A amostra é

então conservada assim numa câmara úmida, e após 24 horas ela é

revolvida e alisada para formar uma camada de lcm. Por meio de um

estilete a amostra é então dividida em duas partes, sendo que o

estilete deve possuir 2mm na base e 12mm na superfície, e lcm de

altura. Após isso, o prato deverá cair por três vezes de uma

altura de 6cm. Se no terceiro impacto ambas as partes de solo se

aproximam por lmm numa extensão de 1,5 a 2,0cm de comprimento,

então o limite de liquidez é determinado tomando-se 10 a 15

gramas da amostra do solo para determinação da umidade. Se após a

terceira queda o solo se encontra demasiadamente úmido ou seco, o

experimento é repetido.

2.2.1.3 Método de OKHOTIN, citado por REVUT E RODE (1981)

Este método difere do anterior pelo fato de que a

largura do estilete na base deve ser de 5mm. Além disso, o limite

de liquidez é encontrado quando na terceira queda livre do prato

de uma altura de 40cm, ambas as partes de juntam.

2.2.1.4 Método de VASIL'EV, citado por REVUT E RODE (1981)

Neste método, o limite de liquidez é determinado

10

através de um cone de aço com 76 gramas de massa, 25mm de altura

e ângulo de 30 graus. Na distância de lOmm do ápice do cone

existe uma marca circular. O Instrumento consiste de um arame de

aço curvado numa forma semicircular, tendo duas esferas metálicas

de 19mm; o arame ê fixo na base do cone como um balanceiro.

Para a determinação, a pasta de solo, como descrita no

item 2.2.1.2, é colocada num copo de alumínio com 2cm de altura e

4cm de diâmetro, e sua superfície é alisada. O cone é levemente

polido com vaselina e delicadamente colocado sobre a superfície

do solo, passando a penetrá-lo pela ação de seu peso. Se ele

penetra lOmm na pasta, a umidade da amostra corresponderá ao

limite de liquidez. Se o cone ultrapassar o limite dos lOmm, o

solo estará demasiadamente úmido (ou seco, em caso contrário).

2.2.1.5 Método de CAMPBELL (1975)

CAMPBELL (1975), desenvolveu um método para a

determinação do limite de liquidez e de plasticidade (este último

será discutido adiante), com base no trabalho de TOWNER (1973),

que se utilizou de um cone de queda livre para determinar a

resistência ao corte dos solos agrícolas, todavia sem sugerir que

o cone pudesse ser utilizado na obtenção desse limite.

O penetrômetro de queda livre é parte de um aparelho

usado em testes de betume, encontrado facilmente no comércio.

11 Para a determinação do limite de liquidez, um cone de 30 graus e

massa de 80 gramas é deixado penetrar livremente por 5 segundos

no solo previamente preparado como no item 2.2.1.1, mas contido

em copo metálico rígido com 55mm de diâmetro e 40mm de altura. A

profundidade de penetração do cone no solo é medida, após aquele

período de tempo, com o auxílio de um relógio medidor, com<

precisão de 0,lmm. Segundo CAMPBELL (1975), o limite de liquidez

é a umidade, expressa em percentagem, quando o penetrômetro

alcança a profundidade de 20mm no solo.

2.2.2 MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE (LP)

OU LIMITE INFERIOR DE PLASTICIDADE.

A umidade no limite entre os estados plástico e

semisólido (ou friável) é definida, segundo ATTERBERG (1911,

1912), BAVER et al. (1972) e outros, pelo limite de plasticidade.

De açordo com LIMA (1970), o limite de friabilidade máxima também

define essa umidade de mudança entre aqueles estados. Esse limite

permite julgar a umidade na qual o solo perde coesão sob a ação

de uma força, ou mesmo, o ponto no qual a coesão é produzida

(REVUT e RODE, 1981).

2.2.2.1 Método de CASAGRANDE (1932)

O limite de plasticidade é caracterizado pela umidade

12

na qual uma porção de solo é rolada com as mãos sobre uma placa

de vidro, até que se forme um bastão de 3 a 4mm de diâmetro, que

se rompe em.partes de 6 a lOmm de comprimento. Segundo BAVER et

al. (1972), ainda que esse método possa parecer grosseiro, é

possível a reprodutibilidade entre repetições, com notável

precisão.

2.2.2.2 Método de FEDOROV, citado por REVUT E RODE (1981)

Este método utiliza o penetrômetro descrito brevemente

no item 2.2.1.4. Na superfície do solo contido num copo metálico

de 3cm de altura e 5cm de diâmetro, o cone é deixado cair

livremente de uma altura de 34cm. O limite de plasticidade é

caracterizado pela umidade, expressa em porcentagem, na qual o

cone penetra a uma profundidade de lOmm. Do contrário, o solo

deve perder ou ganhar água, e o teste é repetido, até que a

penetração de lOmm seja atingida.

2.2.2.3 Método de BOICHENKO e GOLDSTEIN, citados por REVUT

e RODE (1981).

Neste método, a amostra é colocada num cilindro de latão e vazada sobre um prato de vidro plano. Um segundo prato é então colocado sobre a amostra e uma carga de 2Kg é apoiada nele.

13 O diâmetro do disco de solo, por isso formado, é em seguida

medido. Amostras de mesmo solo mas com diferentes umidades são

repetidas e os resultados apresentados num gráfico relacionando

as umidades gravimétricas (expressas em porcentagem), em função

dos respectivos diâmetros de discos, o ponto de inflexão na curva

representa a umidade crítica, que corresponde ao limite de

plasticidade do solo.

2.2.2.4 Método de CAMPBELL (1976)

Este método utiliza o mesmo aparelho e penetrômetro descritos no item 2.2.1.5.

O método consiste essencialmente em se conhecer a

profundidade de penetração do cone no solo com diferentes

umidades. A posição inicial do ápice do cone, no tempo zero, deve

ser coincidente com a superfície do solo contido nos anéis

rígidos, já descritos. Por esse método, a umidade correspondente

ao mínimo na curva de penetração em função da umidade

gravimétrica, define o limite de plasticidade.

2.2.3 MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE FRIABILIDADE DO SOLO.

A friabilidade do solo mede as condições nas quais o solo, sob a ação de implementos agrícolas, é desarranjado em

14

agregados de 0,5 a lOmm de diâmetro. Nesse estado de

consistência, o solo apresenta uma baixa resistência específica

ao cultivo e uma favorável relação entre as fases sólida, líquida

e gasosa (REVUT e RODE, 1981). Segundo COLLIS-GEORGE et al.

(1971), o trabalho mínimo que é necessário para realizar o

trabalho de cultivo é dado por:

" Trabalho mínimo = força de ruptura x volume do solo cultivado"

O conceito de trabalho específico surge dessa equação e se define

como o trabalho requerido para cultivar a unidade de volume de

solo.

2.2.3.1 Método de VILENSKII, citado por REVUT e RODE (1981)

Neste método, as amostras de TFSA são passadas em tamiz

de 0,25mm, e colocadas em porções de 50 e 100 gramas em pratos de

porcelana. A seguir, é adicionado água em quantidades crescentes

nos pratos. Após a adição de água, os conteúdos de cada prato sâo

misturados com o auxílio de uma espátula, preferencialmente

coberta por uma lâmina de borracha. Na mistura será verificada a

formação de agregados. Verificada a condição de máxima formação

de agregados em cada prato, a amostra é deixada secar ao ar, para

depois passar por uma coluna formada por tamizes de diferentes

diâmetros, de modo a permitir avaliar o peso total do número de

agregados variando entre 0,25 e 10mm. A umidade ótima de

15

agregação é aquela que assegura a formação de um número máximo de

agregados de 0,25 a lOmm quando misturados.

2.2.3.2 Método de KACHINSKII, citado por REVUT e RODE

(1981).

A umidade relativa ótima para os trabalhos mecânicos na

maioria dos solos, varia entre 60 e 70%, podendo ser encontrada,

ainda, variações entre 50 a 80%. Entende-se por umidade relativa,

neste método, a relação entre a umidade atual do solo pela sua

porcentagem na saturação. Tem-se verificado para os solonetz

russos, que a umidade ótima situa-se entre 50 e 60% da saturação.

2.2.3.3 Método de RYZHOV, citado por REVUT e RODE (1981).

Tem-se observado que o ótimo de friabilidade dos solos

sierozem russos, correlaciona-se estreitamente com o limite de

plasticidade determinado pelo método de CASAGRANDE (1932).

Entende-se como ótimo de friabilidade, a umidade ótima para a

formação de um número máximo de agregados, variando de tamanho

entre 0,5 a lOmm. Para o tipo de solo mencionado anteriormente,

por exemplo, a umidade ótima de agregação foi de 2 a 2,5% maior

do que o limite de plasticidade determinado pelo método de

CASAGRANDE (1932) . O método de RYZHOV é uma extensão do método de

16

VILENSKII (ambos citados por REVUT e RODE, 1981), para condições

de campo, bastando avaliar o peso dos diferentes tamanhos de

agregados, a partir de amostras obtidas no campo sob diferentes

umidades.

2.2.3.4 Método de GODLIN, citado por REVUT e RODE (1981).

Para a determinação do limite superior ótimo de

formação de agregados, este método recomenda utilizar 3 0 a 50

gramas de agregados secos ao ar, umedecendo-os com água através

de uma bureta. O solo e a água devem ser revolvidos com uma

espátula até o momento em que ocorre a formação de agregados de

0,5 a 5mm, facilmente observados visualmente. Nesse momento, a

determinação da umidade da amostra corresponde ao limite superior

de umidade ótima para a formação de agregados.

GODLIN observou que o limite superior de umidade ótima

para a formação de agregados é geralmente 1 a 2% inferior daquela

correspondente ão limite de plasticidade determinado pelo método

de CASAGRANDE (1932).

2.2.3.5 Método de LIMA (1970).

Neste método, ambos os limites de friabilidade, mínimo e máximo, são determinados. Para tanto, aproximadamente 2Kg. de TFSA passada em tamiz de lmm são colocados numa betoneira. Essa

17

betoneira é semelhante às utilizadas para concreto, de forma

cilíndrica e fechada numa das extremidades. Mede 35cm de diâmetro

por 50cm de comprimento, com um rebordo cónico de 8cm na face

aberta, e três pequenas pás fixas ao longo das paredes internas

do tambor. Externamente, ela possui três cilindros com bolas de

ferro no seu interior, as quais dão pancadas nesse tambor quando

ele é girado (lrpm). Com a betoneira em movimento, junta-se cerca

de 1% de água por meio de um pulverizador manual. Em seguida,

remove-se o solo da betoneira passando-o por um tamiz de 4mm,

recebendo o tamizado num recipiente de volume conhecido (é

indicado um cubo de lOxlOxlOcm). Após remover o excesso de solo

dos bordos desse recipiente, a densidade úmida da amostra é

determinada, além da umidade gravimêtrica a partir de uma sub

amostra. Toda a massa de solo do recipiente é então retornada à

betoneira para nova operação, mas com a adição de mais 1%

(aproximadamente) de água. Sendo constante o volume do recipiente

que recebe o solo peneirado, observa-se que a cada nova aplicação

de água, o peso da amostra inicialmente cresce, passa por máximo,

para depois decrescer (indicando a formação de agregados),

passando por um mínimo, até um ponto que se notará um novo

acréscimo. Quando se relacionam num gráfico os dados de densidade

do solo úmido para cada respectivo valor de umidade, obtém-se uma

curva inicialmente crescente até um ponto de inflexão. Segundo

LIMA (1970), a umidade (expressa em porcentagem) nesse ponto,

18 caracteriza o limite inferior de friabilidade (FMIN). A partir

desse primeiro ponto de inflexão, a densidade decresce com os

progressivos aumentos de umidade até um segundo ponto de

inflexão, sendo daí por diante novamente crescente. Segundo o

mesmo autor, a umidade nesse segundo ponto de inflexão (também

expressa em porcentagem), caracteriza o limite superior de,

friabilidade (FMAX)..

Esse método foi originalmente proposto por KIEHL e

CESAR (1963) para a determinação da umidade ótima de agregação.

Mais tarde, ele foi aperfeiçoado por LIMA (1970), substituindo o

termo umidade ótima de agregação por limite de friabilidade

máxima, uma vez que os dois primeiros autores haviam demonstrado

que a friabilidade máxima, assim determinada, coincidia com a

umidade ótima de agregação. LIMA (1970), também propôs um índice

de friabilidade (IF), dado por IF = FMAX - FMIN, representando o

estado de sasão (friável), ou seja, a "faixa de umidade de um

solo, em que ele pode ser trabalhado sem inconvenientes e sem • • • \

prejuízo para as suas propriedades físicas". LIMA (1970), também

observou que a FMAX assim determinada, correspondia -

conceitualmente ao limite de plasticidade de CASAGRANDE (1932), e

interpretado por WEHR, citado por LIMA (1970), BAVER et al.

(1972) e outros, como sendo "a umidade, acima da qual, o solo

estaria em perigo de se tornar empastado pelo preparo do solo".

2.2.3.6 Métodç) de UTOMO e DEXTER (1981).

19

Neste método, a friabilidade é medida através da

equação LnS = -KlnV + A, onde S é a resistência tensil (KPa), V é

o volume do agregado (m3), A é a resistência tensil de uma

amostra de solo com lm3 de volume, e K é um parâmetro da medidaT

de dispersão da resistência tensil das micro rupturas ou

rachaduras e fendas dentro de torrões ou agregados. 0 valor de K

é, portanto, um indicador de como os grandes torrões poderão

se transformar em agregados menores. Segundo os autores, altos

valores de K indicam que os grandes torrões têm uma menor

resistência do que aqueles pequenos torrões ou agregados e podem,

por isso, serem mais facilmente fragmentados em unidades menores

bem mais fortes. Muitos pequenos valores de K, por outro lado,

indicam que a resistência dos grandes torrões não difere muito

daquela dos fragmentos menores. Nesses casos, quando a massa de

solo é trabalhada no cultivo, ela poderá fragmentar-se em

agregados e torrões de tamanhos variados. Os autores propõem,

ainda, uma classificação arbitrária da magnitude de K, ou seja:

K < 0,05 solo não friável

K 0,05-0,10 moderadamente friável

K 0,10-0,25 friável

K 0,25-0,40 muito friável

K > 0,40 solo mecanicamente instável

20

Esses valores podem ser comparados com o valor de K=0,

o qual se aplica para a condição clássica de um material plástico

ideal. Foi observado pelos autores, que as variações nos valores

de K com a umidade se correlacionaram bem com os resultados

experimentais.

2.3 CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS SOBRE OS MÉTODOS DE

DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE CONSISTÊNCIA.

A partir da definição de consistência como a

resistência que um dado material oferece a uma deformação, muitos

e diferentes métodos de determinação são conhecidos, além

daqueles citados no item 2.2. BODMAN (1949), numa revisão sobre o

assunto, reconheceu, já naquela época, a dificuldade de

considerar todos os métodos disponíveis, a ponto de ter que

classificá-los por grupos. De acordo com o tipo de deformação,

aparelho utilizado e resistência medida, BODMAN (1949)

classificou nove grupo: de métodos. O que de importante se

observa èm sua revisão, é que nem todos os métodos ficam isentos

de discussão, seja pela natureza empírica, pela forma e limitação

da medida da resistência provocada pela deformação, pelas

alterações na estrutura do solo antes das medições, etc. Com

respeito aos métodos 2.2.1.1 e 2.2.2.1, por exemplo, BODMAN

(1949) os classificou como de natureza empírica, com violenta

perturbação de sua estrutura natural, todavia com valor para

21

propósitos comparativos, e de rápida execução. Tanto o limite de

liquidez como de plasticidade, são considerados importantes na

construção de auto-estradas, aeroportos e fundações de obras

civis, para estimativa da capacidade de suporte dos solos sob

carga. Do ponto de vista agronômico, contudo, entre os dois

limites, o de plasticidade ganha considerável importância,

porquanto se trata da mudança entre o estado friável e plástico

(BAVER et al. , 1972). Nesse mesmo ponto de vista, maior

importância ainda devem receber os limites de friabilidade, ou

sejam, os limites mínimo e máximo de friabilidade. Nesse aspecto,

a metodologia proposta por LIMA (1970), se mostra particularmente

interessante, porque além dela promover a determinação de ambos

os limites, (e consequentemente definir o estado de sasão), os

resultados são obtidos por pesagens, conferindo-lhe precisão

(KIEHL, 1979), não dependendo da habilidade do operador. Além

disso, desde que, por definição, a FMAX e LP são valores comuns,

e desde que a determinação do LP sofre limitações diversas

(BODMAN, 1949; SHERWOOD e RYLEY, 1970; CAMPBELL, 1976), faz-se

necessário proceder a uma análise mais profunda sobre a

determinação de ambas.

Embora todos os ajustes dos pontos experimentais

obtidos por LIMA (1970), ao relacionar a densidade do solo úmido

em função da umidade gravimétrica, tenham apresentado

comportamento semelhante, isto é, a forma de uma senóide mais ou

22 menos alongada, nenhuma explicação desse comportamento é

conhecida em detalhes. Algumas prováveis interpretações isoladas

desse comportamento, são como segue, baseadas em BAVER et al.

(1972), LIMA (1970) e KIEHL (1979).

Como se observa no esquema de figura 2, a linha cheia

apresenta dois pontos de inflexão: um correspondente ao máximo e

outro ao mínimo da densidade do solo úmido. Segundo propõe LIMA

(1970), os valores de umidade correspondentes aos valores de '

máxima e mínima densidade, são chamados de friabilidade mínima

(FMIN) e máxima (FMAX), respectivamente. A friabilidade mínima,

segundo esse autor, representa o início do estado de sasão do

solo. Este ponto acha-se representado na figura 2 por FMIN. A

friabilidade máxima, em contrapartida, representa, segundo o

mesmo autor, o final do estado de sasão do solo, isto é, o limite

superior de umidade no qual o solo pode ser trabalhado sem

prejuízo de suas propriedades físicas. Este ponto acha-se

representado na figura 2 por FMAX. 0 estado de sasão, ou índice

de friabilidade (IF) é, pois, o intervalo de umidade do solo em

que se apresenta o melhor estado de agregação para o cultivo. -

Esta definição coincide com a de BAVER et al. (1972), que afirmam

que neste estado os agregados são soltos e a coesão é mínima, não

existindo água suficiente para a formação de películas nos

contatos entre as partículas para produzir a coesão

característica do estado plástico. No estado friável, BAVER et

al. (1972), presumem que os agregados se mantém unidos, em parte

23

pelo menos, pela orientação das moléculas de água entre as

partículas individuais e os cátions trocáveis. Tal sistema de

enlaces está composto por partículas unidas a moléculas de água

orientadas até os cátions trocáveis, unidas a moléculas de água

orientadas até as partículas (RUSSEL, 1934). Analogamente ao que

será discutido para o índice de plasticidade, o índice de

friabilidade pode ser interpretado como uma medida indireta da

menor resistência específica ao cultivo. É função do número de

filmes de água que envolvem as partículas sólidas, e representa a LI (?)

O <1. O

. 1 "j/

Figura 2. Variação esquemática da densidade do solo úmido em função da umidade gravimétrica, mostrando os limites e índices de friabilidade (LIMA, 1970) e de plasticidade (BAVER et al. 1972). A linha descontínua é apenas uma suposta indicação.

24

quantidade de água que se deve adicionar ao solo para aumentar a

espessura de películas na qual ocorre a máxima densidade do solo

úmido, até a espessura em que se produz a mínima densidade. Isto

significa que deve existir uma relação direta entre IF e FMAX.

Segundo BAVER et al. (1972), o limite de plasticidade do solo é a

umidade de mudança da consistência friável e plástica. Como já

observado antes, isto sugere que o limite máximo de friabilidade

(FMAX) seja coincidente com o limite de plasticidade

(representado na figura 2 por LP) , pois, segundo os próprios

autores, é a partir desse ponto que os sucessivos incrementos de

água no solo produzem um efeito de lubrificação entre as

partículas sólidas, permitindo que elas deslizem e se orientem

umas sobre as outras. Com isso, o efeito da lubrificação aumenta

com a adição de água, causando um aumento na densidade do solo

úmido até atingir, presumivelmente, um máximo, quando então as

películas de água se tornam tão grandes que a coesão entre as

partículas decresce e a massa de solo se torna progressivamente

viscosa e fluida. No ponto em que a massa de solo aparenta sinais

de fluidez, diz-se ter atingido a umidade correspondente ao

limite de liquidez (BAVER et al., 1972).

O índice de plasticidade (IP) é, pois, uma medida

indireta da força necessária para moldar o solo, sendo uma função

do número de películas que revestem as partículas e representa a

quantidade de água que se deve adicionar ao solo para aumentar a

espessura na qual ele deixa de ser plástico para aquele onde se

inicia a fluidez, o que significa que deve existir uma relação

direta entre o índice de plasticidade e o limite de liquidez

(BAVER et al., 1972).

Portanto, pela análise exposta, pode-se concluir que a

relação entre a densidade do solo úmido em função do aumento

gradativo de umidade, a partir do solo previamente peneirado e

seco, passa por quatro fases, quais sejam:

(I) fase do estado seco, com consequente aumento

da densidade do solo úmido pela adição de água, até a definição

da FMIN;

(II) fase do estado friável ou da formação de

agregados, com consequente diminuição da densidade do solo úmido

e definição da FMAX, LP (sendo LP = FMAX, por definição) e IF;

(III) fase do estado plástico ou da lubrificação,

deslizamento e orientação das partículas uma sobre as outras, com

consequente aumento na densidade do solo úmido e definição do LL

e IP;

(IV) fase do estado viscoso ou fluido, como

consequência das grandes películas de água e decréscimo nas

forças de coesão entre as partículas sólidas.

A aplicação da mecânica de solo convencional à

agronomia, prevê que os tamanhos dos fragmentos primários

resultantes dos trabalhos de cultivo são independentes da coesão

e somente pouco afetados pelo ângulo de atrito interno (PAYNE,

26 1956; UTOMO e DEXTER, 1981). Enquanto esses tipos de teoria são

utilizados na previsão das forças de tração de simples

implementos, elas não são de uso na previsão da quantidade de

agregados produzidos pelo cultivo. Tanto em laboratório como no

campo se observam que diferentes solos, ou até um mesmo solo em

diferentes umidades, produzem agregados completamente distintos.

Isso deixa claro que outros fatores, além das magnitudes da

mecânica convencional, devem estar implicados, e o trabalho de

UTOMO e DEXTER (1981) prova isso por meio do valor K (ver item

2.2.3.6).

O termo friabilidade do solo tem sido definido como a

tendência de uma massa de solo não confinado desarranjar-se em

fragmentos menores, agregados e partículas individuais sob a ação

de uma força (BODMAN, 1949). CHRISTENSEN (1930) empregou as

relações carga-deformação como forma de medir a friabilidade do

solo, e JAMISON (1954) usou o modulo de ruptura. Ambos os

métodos, contudo, somente medem a facilidade com que o solo é

trabalhado, isto é, a resistência do solo, mas nenhum leva em

consideração .o tamanho e distribuição dos fragmentos pulverizados

resultantes. Um dos objetivos do cultivo é desarranjar a massa de

solo em pequenos torrões ou agregados, mas não em partículas

minerais individuais ou pó. É desejável, ainda, que os agregados

menores apresentem uma maior resistência do que aquela dos

grandes torrões. Baseado nisso é que ÚTOMO e DEXTER (1981)

modificaram a definição de BODMAN (1949), para a "tendência de

uma massa de solo não confinado desarranjar-se numa variação de

tamanhos de fragmentos menores sob a ação de uma força". Com este

novo conceito de friabilidade e do método referido no item

2.2.3.6, ambos propostos por UTOMO e DEXTER (1981), eles

verificaram que a máxima friabilidade dos dois solos franco

arenosos australianos estudados, ocorreu na umidade

aproximadamente igual àquela definida pelo limite de plasticidade

de CASAGRANDE (1932). Esses resultados revelam um bom

estreitamento com as evidências experimentais obtidas com aqueles

métodos citados no item 2.2.3, notadamente o de VILENSKII,

RYZHOV, GODLIN (citados por REVUT e RODE, 1981), e de LIMA

(1970). Por outro lado, quando se observam os dados de FMAX e LP

obtidos por LIMA (1970), verifica-se que para as três séries de

solos estudados, os valores de LP foram todos superiores à FMAX,

de 8,96 até 11,4 unidades percentuais. Essas diferenças, são

contrastantes com aquelas obtidas pelos métodos citados por REVUT

e RODE (1981). Embora isso não tenha sido comentado por LIMA

(1970), mostra-se que o limite LP de CASAGRANDE (1932) e a FMAX,

nem sempre são próximos. Logo, a questão que surge de imediato ' é "

a seguinte : "Qual dos limites, LP ou FMAX , verdadeiramente

constitui a umidade de mudança entre os estados friável e

plástico ?". Para responder essa questão, vários fatos devem ser

considerados. Em princípio, as diferenças entre LP e FMAX podem

estar relacionadas às diferenças granulométricas em ambas as

28 determinações, ou seja, da não participação das frações areia

grossa e parte da média (pela classificação americana), além dos

agregados maiores do que 0,42mm na determinação do LP. A

despeito das limitações levantadas por BODMAN (1949) na

determinação do LP pelo método de CASAGRANDE (1932) , esse método

permanece inalterado desde sua origem. Por se tratar de um método

empírico, subjetivo e apresentar pouca reprodutibilidade,

SHERWOOD (1970) o considera indesejável. Foi também com o

objetivo de eliminar as deficiências do método de CASAGRANDE

(1932), que o método do penetrômetro de queda livre foi proposto

por CAMPBELL (1976). Usando exatamente o mesmo procedimento no

preparo das amostras daquele sugerido por CASAGRANDE (1932), os

valores de LP pelo método de CAMPBELL (1976) foram sempre

numericamente menores do que aqueles obtidos pelo método de

CASAGRANDE (1932), nos dezoito solos estudados, com variação de 3

a 12 unidades percentuais. Na comparação entre os valores de LP

determinados por CAMPBELL (1976) e CASAGRANDE (1932) frente ao

comportamento mecânico do solo, como coesividade, fricção solo-

metal, susceptibilidade à compactação, e outros, CAJ1PBELL et

al. (1980) constataram que todas as relações exibiram pontos de

mudança em umidades do solo mais próximas daquelas

correspondentes ao LP determinado pelo cone de queda livre, do

que pelo método de CASAGRANDE (1932). Eles também concluíram ser

o cone de queda livre o melhor indicador do comportamento do solo

em condições de campo, bem como da umidade de mudança entre os

29

estados friável e plástico. Diante dessa considerações e pelo

fato mais importante de que a presença dos dois pontos de

inflexão nas curvas da densidade do solo úmido em função da

umidade, confirmadas em todos os solos analisados por LIMA

(1970), evidenciarem que mudanças no estado fisico do solo

ocorrem nesses dois pontos, conclui-se que a FMAX é que

verdadeiramente constitui a umidade de mudança entre os estados

friável e plástico de um solo.

30 3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 SOLOS

O trabalho foi desenvolvido com a classe de solo

definida como LATOSSOLO ROXO. Esta classe ê constituída por solos

minerais, não hidromórficos, com horizonte B latossólico,

formados a partir de rochas eruptivas básicas. Apesar de

apresentarem uma relativa baixa capacidade de troca catiônica,

são solos que respondem muito bem à adubação, o que talvez possa

ser explicada pela participação da matéria orgânica existente na

camada superficial (EMBRAPA, 1984).

FASOLO (1978) ; COSTA LIMA (1978), SANTOS FILHO (1977),

constataram que os minerais predominantes nos latossolos roxo do

Estadó do Paraná, são a caulinita e a gibsita, seguidos pela

vermiculita cloritizada, hematita, goetita e boemita. Teores

variados de materiais amorfos também foram identificados.

Aproximadamente 12.573Jcm2 dos solos desta classe, no

Estado do Paraná, são distróficos; 6.734km2 são álicos e 8.896km2

são eutróficos. São solos bastante profundos, de textura muito

argilosa e ocorrem em relevo suave (entre 2 e 8%) , o que os

caracterizam como propícios à uma intensa mecanização. São

encontrados em altitudes bastantes variadas, desde 200m (Foz do

Iguaçú), até acima de 900m (Apucarana e Manoel Ribas).

A importância agrícola dos latossolos é evidente, tanto '

que já em 1984, 90% dos solos mapeados já eram explorados

31

agricolamente. Por outro lado, tem-se observado que o uso

contínuo de maquinários pesados nesses solos, tem ocasionado a

formação de uma camada compactada entre 15 a 2 0cm de profundidade

(EMBRAPA, 1984).

3.2 LOCALIZAÇÃO E USO DOS SOLOS

Os LATOSSOLOS ROXO são desenvolvidos a partir de rochas

oriundas do derrame basáltico e, por isso, apresentam uma ampla

distribuição geográfica, ocorrendo tanto ao norte, como no

centro, sudeste e oeste do Estado do Paraná. Ocorrem sob floresta

tropical ou subtropical, como também sob vegetação de campo sub

tropical e cerrado. Onze unidades taxonômicas desta classe foram

escolhidas neste trabalho. A opção de seleção dos perfis ocorreu

em função dos teores de matéria orgânica, conforme análise

descrita por EMBRAPA (1984), considerando-se que a matéria

orgânica é um dos mais importantes fatores na definição dos

limites e índices de consistência.

Essa classe de solo é predominantemente utilizada para

as culturas tradicionais como a cana-de-açúcar; trigo no inverno,

soja e milho no verão.

As onze unidades taxonômicas escolhidas da classe dos

LATOSSOLOS ROXO e suas respectivas localizações, bem como as

legendas adotadas para identificação, encontram-se no quadro 1.

32 Quadro 1. Legenda, número do perfil correspondente ao

levantamento efetuado pela EMBRAPA (1984), município e uso do solo na época da amostragem, das onze unidades taxonômicas da classe dos LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná selecionados.

SOLO N DO PERFIL MUNICÍPIO USO NA ÉPOCA DA EMBRAPA (1984) AMOSTRAGEM

LIM Londrina mato LCE — Londrina café MAR 18 Marialva soja/trigo CMO 35 Campo Mourão cana-de-açúcar LAR 31 Laranj. do Sul campo LIE 17 Londrina ervilhaca FOI — Foz do Iguaçú soja/trigo CMB 19 Cambará soja/trigo TOL 32 Toledo soja/trigo JUR 28 Juranda soja/trigo UBI 22 Ubiratã soja/trigo

3.3 COLETA E PREPARO DAS AMOSTRAS

Pelo fato de ser bastante comum o pé-de-arado e pé-de-

grade coletaram-se amostras deformadas em duas camadas, quais

sejam, 0 a 15 e 15 a 30cm, num total de aproximadamente 25Kg de

solo para cada camada. Nos casos onde as trincheiras já haviam

sido enterradas, foram abertas novas o mais próximo possível do'

local anteriormente descrito por EMBRAPA (1984).

Em laboratório, os solos foram secados ao ar durante 10

dias, peneirados em tamiz de 2mm e homogeneizados. A partir daí,

parte desse material (aproximadamente 2kg) foi novamente passado

em tamiz de 0,42mm para posteriores determinações dos limites de

plasticidade.

3.4 ANÁLISES QUÍMICA E GRANULOMÊTRICA

33

A análise granulométrica das onze unidades

Quadro 2. Resultados da análise granulométrica e alguns momentos estatísticos das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades taxono-micas da classe dos LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná.

SOLO CAMADA AREIA SILTE ARGILA cm -%

LIM 0-15 4 22 74 15-30 4 19 77

LCE 0-15 6 24 70 15-30 4 24 72

MAR 0-15 11 14 75 15-30 8 12 80

CMO 0-15 8 11 81 15-30 7 9 84

LAR 0-15 2 28 70 15-30 2 23 75

LIE 0-15 2 19 79 15-30 2 18 80

FOI 0-15 3 22 75 15-30 2 20 78

CMB 0-15 3 28 69 15-30 3 23 74

TOL 0-15 2 17 81 15-30 2 15 83

JUR 0-15 8 18 74 15-30 7 19 74

UBI 0-15 9 26 65 15-30 , 7 21 72

MÉDIA (%) 4.82 19.64 75. 55 VALOR MÁXIMO (%) 11 28 84 VALOR MÍNIMO (%) 2 9 65 VARIAÇÃO (%) 9 19 19 VARIÂNCIA 8.06 27.00 23. 69 DESVIO PADRÃO 2.84 5.20 4. 87 ERRO PADRÃO 0.61 1.12 1. 04 COEF. VARIAÇÃO (%) 58.93 26.46 6. 44 * média de três repetições

taxonômicas, para as camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm, foi realizada através do método da pipeta descrita por EMBRAPA (1979), utilizando-se de amostras passadas em tamiz de 2mm. Os resultados encontram-se no quadro 2, que inclui alguns momentos estatísticos.

Quanto a análise de caracterização química, utilizou-se a

Quadro 3. Resultados da análise de caracterização quimica e alguns momentos estatísticos das camadas de 0 a 15 e 15 a 3 0cm de onze unidades taxonomicas da classe dos LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná.

SOLO CANADA C A R M I M pHKCl» pHCalTÍ pHIIZfl» OELTrtpH CÁLCIO HhGHÉSIÜ POlfiüSll! CTC H+AI f 0 fflSFOSO Cfi íE/lOOg •- y.

— PP»

U B € 1 2,26 1.35 5.1 5.17 -0,79 3.1 1.7 0.31 11.9 6.3 7,3 42.9 4 15-30 2.04 . 1.33 5,0 5.09 -0,74 3.0 2.0 0.19 13.0 7.8 8.8 40.0 3

LCE 0-15 1.28 4.68 5.5 5.60 -0.92 3,6 2.1 0,31 11.3 5.3 0,0 5'. 1 13 1.0/ U 6 5.3 5.35 -0.69 3,3 1.8 0.18 9.7 4.4 3,6 51.5 1

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35

metodologia de rotina descrita por EMBRAPA (1979), exceto para a

determinação do carbono, para a qual se utilizou o método

modificado de RAIJ e QUAGGIO (1979). Os resultados das análises,

expressos em porcentagem de peso, com alguns momentos

estatísticos respectivos, encontram-se no quadro 3.

3.5 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES E ÍNDICES DE PLASTICIDADE

As determimações dos limites de liquidez (ou limite

superior de plasticidade) e de plasticidade, seguiram as

metodologias de CASAGRANDE (1932), ambas descritas nos itens

2.2.1.1 e 2.2.2.1, respectivamente. Essas determinações foram

realizadas no laboratório de mecânica do solo do Departamento de

Estradas de Rodagem (Paraná). O índice de plasticidade foi obtido

pela diferença entre o primeiro e o segundo, ambos expressos em

porcentagem.

3.6 DETERMINAÇÕES DOS LIMITES E ÍNDICE DE FRIABILIDADE.

As determinações dos limites de friabilidade seguiram a

metodologia proposta por LIMA (1970), descrita no item 2.2.3.5.

Por outro lado, testes prévios mostraram que a betoneira

utilizada nessa metodologia não foi adequada para solos muito

argilosos como os latossolos roxo. A dificuldade ocorreu na da

definição das curvas de friabilidade, as quais, a partir de uma

36

certa porcentagem de água adicionada, seccionava a curva da

densidade úmida em função da umidade. Optou-se, então, pela

utilização de um vibrador mecânico, tal como utilizado no

peneiramento de amostras via seca, por permitir ao operador

complementar a homogeneização dá amostra manualmente depois da

adição de água, simultaneamente à agitação do aparelho. Outra

adaptação no método, foi a utilização da amostra TFSA passada em

tamiz de 2mm, ao invés de lmm como originalmente proposto.

37

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A partir da metodologia descrita no item 3.6, adaptada

de LIMA(1970), foram obtidos os dados experimentais da densidade

do solo úmido para diferentes umidades gravimétricas. Esses

valores são apresentados no anexo I, para as camadas de 0 a 15 e

15 a 30cm, dos onze solos considerados. Nas figuras de 3 a 13

estão apresentados, para cada solo, as relações funcionais entre

esses valores, por camada, com suas respectivas curvas de

ajustes, todas elaboradas manualmente. Também estão indicadas,

nessas figuras, os valores de densidade nos pontos de

friabilidade máxima e mínima do solo úmido (DSMAX e DSMIN), bem

como os limites e índices de friabilidade (FMIN, FMAX e IF),

todos obtidos nos pontos de inflexão das respectivas curvas de

ajuste, de acordo com LIMA (1970) ). Os valores de FMIN e FMAX

representam os conteúdos de água, em porcentagem, correspondentes

àqueles de máxima e mínima densidade do solo úmido,

respectivamente, enquanto que o índice IF se refere à diferença

entre eles (LIMA, 1970 ).

Para melhor visualização e facilidade na interpretação

dos resultados, o quadro 4 resume todos os limites e índices de

friabilidade, juntamente com os valores experimentais dos limites

de plasticidade (LP), de liquidez (LL) e do índice de

plasticidade (IP) para as camadas de 0 a 15 e 15 a 3 0cm dos onze

38

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Figur-a 7. F<Edaç;an el1tn=' a densidade úmida e umidade grClvimétrica das Camadi=l5 dp O a .I.~l(:m (.) e :L5 d :SOcm (III) cio selo LAF<

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DSFHAX= 0.597 DSFMH= 1.08?

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44

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DSFHAX= 0.600 DSFHIN= 1.08?

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DSFHftX= 0.582 DSFMN= 1.04B

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DSFHftX= 0.43? DSFHIH= 1.042

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49

Quadro 4. Valores de FMIN, FMAX, IF, DSFMIN, DSFMAX, LP, LL, IP, IP/ARG, e alguns momentos esta-tísticos desses valores para as camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades taxono-micas da classe dos LATOSSOLOS ROXO do Estadodo Paraná.

SOLO CAHADA FHIN FffAX 1F DSFH1N DSFHAX LP(1) LL (2) IP IP/ARG US (Cl) í * í — — * 1 2 - - i

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ICE 0 - 15 li.7 30.2 13.5 1.114 0.612 30.9 i?;2 18.3 0.261 66.21 15 - 30 18.7 33.3 11.6 1.167 0.585 31.1 17.8 14.1 0.228 67.28

RAR 0 - 15 12.5 29.0 16.5 1.080 0.621 30.0 53.4 23.4 0.315 67.19 15 - 30 14.7 33.8 17.1 1.071 0.618 31.3 51.0 19.7 0.216 67.73

CK0 0 - 15 18.8 31.2 12.1 1.119 0.643 31.4 53.7 19.1 0.236 66.85 15 - 30 18.3 30.8 12.5 1.095 0.615 33.5 51.1 20.9 0.219 67.85

LAR 0 - 15 20.0 39.8 19.8 0.999 0.600 11.2 45.8 21.6 0.351 87.77 15 - 30 22.5 39.0 14.5 0.999 0.621 39.1 57.4 18.2 0.213 85.19

U E 0 - 15 14.3 28.3 12.0 1.098 0.573 28.7 17.0 18.3 0.232 67.31 15 - 30 15.8 30.3 11.5 1.089 0.597 32.2 51.3 19.1 0.239 69.38

FOI 0 - 15 14.7 30.0 13.3 1.122 0.618 29.7 52.7 23.0 0.307 67.71 15 - 30 17.5 31.3 13.8 1.08? 0.400 28.0 14.7 18.7 0.210 44.33

CMB 0 - 15 18.7 34.3 17.6 0.996 0.630 34.5 41.8 25.3 0.367 84.19 15 - 30 21.7 37.2 15.5 1.011 0.636 38.2 40.5 22.3 0.301 78.53

TOL 0 - 15 14.2 30.5 11.3 1.056 '0.600 30.7 50.3 19.6 0.212 72.63 15 - 30 17.5 32.0 11.5 1.068 0.582 33.5 19.2 15.7 0.18? 69.05

JUR 0 - 15 20.0 30.8 10.8 1.092 0.612 31.1 52.1 20.7 0.280 69.56 15 - 30 20.0 29.3 9.3 1.098 0.621 28.9 51.0 22.1 0.299 67.28

UB I 0 - 15 15.3 33.7 18.1 1.002 0.651 31.2 18.3 11.1 0.217 76.22 15 - 30 20.2 31.3 11.1 1.062 0.639 31.0 19.4 18.6 0.258 75.18

NÉDIA tf) 17.9 32.31 11.11 1.081 0.617 32.82 52.49 19.87 0.261 72.11 VALOR R A M O m 22.5 39.8 19.8 1.167 0.663 11.2 45.8 25.3 0.367 87.77 VALOR niHino tf) 12.5 28.3 9.3 ' 0.994 0.573 28.0 14.7 11.1 0.18? 66.21 VARIAÇfrt) tf) 10.0 11.5 10.5 0.171 0.09 13.2 19.1 11.2 0.178 21.56 VARIftHClA 5.86 0.96 6.91 0.003 ; 0.001 12.18 21.12 7.79 0.002 15.23 DESVIO PftDRftO 2.12 3.14 2.63 0.051 0.021 3.19 1.91 2.79 0.013 4.73 ERRO PA5RS0 0.52 0.47 0.54 0.011 0.005 0.71 1.05 0.59 0.009 1.13 COEF. V A R 1 A Ç M tf) 13.52 9.74 18.21 1.73 3.91 10.61 9.32 11.01 16.39 9.33

(1) média de três repetições. (2) obtido por interpolação na relação gráfica entre a umidade

gravimétrica e o log (número de golpes), segundo Casagrande ( 1 9 3 2 ) .

50

solos. Também são apresentados, no mesmo quadro, os valores de

DSFMIN, DSFMAX, IP/ARG (definido por Mitchell, 1976; BAVER et al.

1972; EL-SWAIFY, 1980, dentre outros, como razão de atividade),

US (umidade gravimétrica na saturação), além de alguns momentos

estatísticos para todas as variáveis.

Como se observa, tanto os limites como o Índice de

friabilidade variaram dentro de intervalos aproximadamente

iguais, não ultrapassando 11,5 unidades percentuais. Os valores

médios dos limites de friabilidade, por outro lado, foram

marcantemente diferentes, ou seja, 17,9% para a FMIN e 32,3% para

a FMAX, com índice de friabilidade médio de 14,4%. Dentre as

várias interpretações sugeridas por LIMA (1970) para os limites

FMIN e FMAX, provavelmente a mais importante, do ponto de vista

agronômico, reside no fato de que eles representam o inicio e o

final do estado de sasão do solo, ou seja, as umidades de mudança

entre os estados de consistência sêco/friável e friável/plástico,

respectivamente. De acordo com esse autor, portanto, as umidades

gravimétricas médias de 17,9% e 32,3% são, pois, para os solos e

camadas consideradas neste trabalho, os valores mínimo e máximo,

respectivamente, de umidades nos quais eles podem ser trabalhados

mecanicamente sem prejuízo de suas propriedades físicas. Com

isso, o índice de friabilidade médio de 14,4%, representa o

intervalo médio de umidade dentro do qual se apresenta o melhor

estado de agregação para o cultivo nesses solos, até 30 cm de

Lü • < •Cl í/] :;z Li...!

8

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cons. seca=24.B2Z : cons, friável=20.02í ; cons. plá5tica=Z8.232ít ' LL " T

11 JI.JR 0 15

-f J UR 15 ,30

>K FG! 0 15

O. Fül 15 .30

X I..AR O 15

~ LAR 15 50 * LCE O 15 • LCE 15 30 B LIE 0 15

* U E 15 5 0

' + U M 0 15

>K U M 15 50

O CMD O 15

X CMD 15 50

- MAR 0 - 1 5

* MAR 15 50

• TDL O- 15

li TDL 15 50

• V:M.i O 15

+ CMB 15 50

>K UB 1' O Í5

O UE!! 15 50

cons. fluida=26.?32 1 MS

0 0 „3 0 . 4 . 0 . 5 U M I D A D E (g/g)

51

0,0

Figura 14. Valores experimentais da densidade úmida em função da umidade gravimêtrica, dentro dos intervalos médios de consistência sêca, friável e plástica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades taxonomicas da classe dos LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná. (*) não diferem significativamente ao nível de 5% (**) considerada como a diferença entre LL e FMAX

52

profundidade. Considerando que a umidade gravimétrica média na

saturação foi 72,11%, conclui-se que o intervalo médio de

friabilidade é relativamente pequeno, isto é, 20,02%'

(14,44/72,11) diante da magnitude ocupada pelo conjunto dos

demais estados de consistência (seco, plástico e fluído), ou seja

80% (100-20,02).

KACHINSKI, citado por REVUT e RODE (1981), constatou

que a umidade de friabilidade ótima para os trabalhos agrícolas

dos solonetz russos, foi de cerca de 50 a 60% da umidade de

saturação. Para os latossolos, com base no valor médio de FMAX,

essa umidade corresponde a 44,8% da saturação, abaixo, portanto,

dos solonetz russos.

Quanto aos limites e índices de plasticidade, o quadro

4 mostra que os valores de LP e IP variaram dentro de intervalos -

próximos daqueles dos limites e índice de friabilidade, ou seja,

13,2 e 11,2 respectivamente. Dentre todos os limites e índices,

tanto de friabilidade como de plasticidade, a maior variação

entre os valores extremos foi do LL, cpm 19,1%.

É,, interessante notar que a média e a variação entre os

extremos de LP são muito próximas daquelas encontradas para a

FMAX (quadro 4). Foram aplicados dois testes estatísticos para

avaliar: i) a hipótese de igualdade entre os valores pareados de

FMAX e LP e, ii) a hipótese de igualdade entre as variâncias. Os

resultados são mostrados no anexo II, donde se observa, por ambos

os testes, a não rejeição das hipóteses de igualdade entre os,

53

valores de FMAX e LP. Isso permite concluir, que a definição de

BAVER et al. (1972) para o limite de plasticidade, como a umidade

de mudança da consistência friável a plástica, bem como o -método

de CASAGRANDE (1932) para sua determinação, se aplicam para os

solos considerados neste trabalho.

A presença de um mínimo nas curvas densidade versus

umidade mostradas nas figuras de 3 a 13, e confirmada em todas as

camadas dos solos, sugere que uma importante variação no estado

físico do solo ocorre neste ponto, e os testes estatísticos

referidos anteriormente mostram que tanto a FMAX como o LP são

capazes de identificar esse ponto de mudança entre o estado

friável e plástico, indistintamente, mesmo que o valor médio de

LP tenha superado a FMAX em 0,48 unidades percentuais. Esta

observação está perfeitamente de acordo com GODLIN, citado pòr

REVUT e RODE (1981), que diz que a umidade da FMAX é geralmente 1

a 2 unidades percentuais menor que a umidade correspondente ao

limite de plasticidade definido por Atterberg. Também está de

acordo com UTOMO e DEXTER (1981), que verificaram que o máximo de

friabilidade dos dois solos australianos estudados, embora franco

arenosos, ocorreu na umidade aproximadamente igual àquela

definida pelo limite de plasticidade de CASAGRANDE (1932).

Com a definição dos valores médios de todos os limites

e índices de friabilidade e plasticidade, todos os intervalos

médios de cada estado de consistência puderam ser conhecidos,

54

como também a proporção ocupada por eles, desde a condição de

umidade zero até a saturação. Isso é mostrado na figura 14, que

também reúne os pontos experimentais da densidade úmida em

função da umidade das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm dos onze

solos.

Como se observa, o conjunto dos pontos experimentais

confere um comportamento bem definido, o que parece ser um bom

indicativo de que as amostras pertencem a uma mesma população de

solos. Tal como sugerem os pontos experimentais na figura, e

comprovam os coeficientes de variação no quadro 4, uma maior

variabilidade nos dados ocorre na transição da consistência seca

para a friável, do que dessa para a plástica. De fato, os

coeficientes de variação dos valores de FMIN e DSFMIN, apesar de

baixos, foram 39 e 21% maiores do que aqueles observados para a

FMAX e DSFMIN, respectivamente (quadro 4 ). Mesmo assim , a'

caracterização dos quatro intervalos médios de consistência

indicados na figura 14, permitem concluir, com razoável precisão

para a população de solos, que a consistência seca, plástica e

fluída,- somadas, constituem 8.0% da porcentagem média de

saturação, restando para o estado friável 20%. Também deve ser

observado que o intervalo plástico supera o friável em cerca de

1,4 vezes. Admitindo o valor da friabilidade máxima como a

umidade de mudança entre as consistências friável e plástica,

chega-se a relações muito próximas a essa para as três séries de

solos do município de Piracicaba (SP), utilizados por LIMA

55

(1970), quais sejam: 1,40 para a série "Luiz de Queiroz"; 1,63

para a série "Guamium" e 1,27 para a série "Pau d'alho".

A despeito da importância e real interesse que os

limites e índices de consistências representam na Ciência do

Solo, é desejável, sobretudo do ponto de vista agronômico, que a

relação (IF/% de saturação do solo) seja tanto quanto possível

alta, de modo que os demais índices resultem num mínimo. Nesse

aspecto, é importante identificar quais os fatores ou

características do solo que afetam os limites de consistência, e

como eles se relacionam entre si. Para avaliar a existência de

algumas associações entre as magnitudes dessas variáveis, isto é,

se a variação da magnitude de uma implica numa variação da

magnitude da outra, foram feitas algumas correlações lineares

simples envolvendo todas as variáveis mostradas no quadro 4

(inclusive entre elas), com as porcentagens de carbono, argila,

silte e areia (quadros 2 e 3 do item 3.4). O quadro 5 mostra os

resultados das correlações que foram significativas.

Observa-se, de imediato, pelos coeficientes angular e

linear da relação LP versus FMAX, a comprovação de igualdade

entre seus valores, que se distribuem praticamente coincidentes

com a linha 1:1. Também se comprova as esperadas relações diretas

entre IF versus FMAX e IP versus LL, como discutido no item 2.3.

Pode-se observar, ainda, que os coeficientes angulares como de

determinação para os limites FMAX, LP e LL em função do carbono,

56

foram respectivamente crescentes. Estes fatos, embora esperados,

estão de acordo com BAVER et al (1972), quando argumentam da

alta capacidade de absorção de água pela matéria orgânica, sendo

necessárias crescentes quantidades de água para gerar as

consistências plástica e fluída, de acordo com o aumento da '

matéria orgânica. Isto também explica os baixos coeficientes

angular e de determinação da relação IP versus carbono, ou seja,

Quadro 5. Coeficientes de regressão, de determinação e erro padrão da estimativa de algumas correlações entre os limites e índices de consistência, e deles com algumas características dos solos considerados ( modelo Y=A+BX, onde X é a variável dependente, Y é a variável independente, e A e B são constantes) .

Regressão Constantes r2 Erro padrão da A B estimativa

FMAX=f(carbono) 2 6 , 7618 2 , 8877 o , 58 *** 2 , 0963 FMAX=f(silte) 2 6 , 1939 o , 3128 o , 2652* 2 , 7727 IF=f(carbono) 11, 1099 1 , 7232 o , 2977** 2 , 2578 DSFMIN=f(carbono) 1 , 1575 - o , 0396 o , 4169** o , 0399 DSFMAX=f(areia) o , 5909 o , 0054 o , 4058** o , 0191 FMIN=f(FMAX) 3 , 4418 o , 4471 o , 34 ** 2 , 0150 IF=f(FMAX) - 3 , 4418 o , 5529 o , 4406*** 2 , 0150 LP=f(carbono) 2 6 , 5188 3 , 2632 o , 6057** 2 , 2458 LL=f(carbono) 4 3 , 1140 4 , 9609 o , 7071*** 2 , 7239 IP=f(carbono) 16, 5952 1 , 6978 o , 2566* 2 , 4653 IP/ARG=f(carbono) o , 1981 o , 0343 o , 4356*** o , 0333 LP=f(FMAX) o , 0036 1 , 0148 o , 8422*** 1 , 4207 IP=f(LL) - 1 , 6702 0, 4089 o , 5179*** 1 , 0588

*** significativo ao nível de 0,1% ** significativo ao nível de 1% * significativo ao nível de 5%

a matéria orgânica eleva proporcionalmente os limites de

,plasticidade e de liquidez, sem contudo promover grandes

57

alterações nas diferenças entre ambos. A semelhança entre os

coeficientes angulares e de determinação entre as relações IP

versus carbono e IF versus carbono, sugere um igual comportamento

para os limites de friabilidade, embora não se tenha obtido uma

significativa relação entre FMIN versus carbono. Dentre todas as

propriedades químicas caracterizadas no quadro 3 do item 3.4, a

que melhor se correlacionou com a FMIN foi o Magnésio, através

da equação FMIN = 21,2714 - 2,56645 (Mg++), com r2 = 0,4553.

Segundo BAVER et al. (1972), os agregados do solo no estado

friável se mantém unidos, pelo menos em parte, pela orientação

das moléculas de água entre as partículas individuais e os

cátions trocáveis. É possível, portanto, que no sistema de

enlaces formado por moléculas de água orientadas até os cátions

trocáveis, unidos à moléculas de água orientadas até as

partículas, o magnésio tenha sido o mais importante deles. Também

foi observado uma boa correlação entre esse elemento com a

densidade do solo, através da relação DSFMIN = 1,01335 +

0,0514599 (Mg++), com r2 = 0,4109, além da relação com o carbono,

mostrada no quadro 5, mas com o coeficiente angular negativo.

Desde que as interações entre os componentes da fração

argila de um solo são refletidas pela razão de atividade

(MITCHELL, 1976), a contribuição da matéria orgânica fica bem

evidenciada pela relação IP/ARG = 0,19807 + 0,034341 (%C), com

r2=0,4356 (quadro 5). Essa relação mostra que quando a

58 porcentagem de carbono é nula, a contribuição da fração mineral

na razão de atividade é 0,198, que deve ser interpretada como

valor médio da camada de 0 a 30cm dos latossolos neste estudo,

quando isentos de matéria orgânica. O quadro 4 mostra que os

valores extremos de IP/ARG foram 0,189 e 0,367, com valor médio

de 0,264. Para alguns oxissóis do Havai e Porto Rico, nos

primeiros 2 5cm de profundidade, EL-SWAIFY (1980) mostra, através

de dados fornecidos por diversos autores, que as razões de

atividade variaram entre 0,20 a 0,34. Valores de 0,16 e 0,37

também foram encontrados, mas as profundidades nas quais esses

valores foram obtidos não são disponíveis.

Um solo é considerado conter argila "inativa", "normal"

e "ativa", quando sua razão de atividade é <0,75; 0,75-1,25; e

>1,25, respectivamente (EL SWAIFY,1980) . Como mostra o quadro 4,

todos os solos classificam-se dentro da classe das argilas

inativas.

KAWANO e HOLNES (1958), mostraram que enquanto os,

limites de plasticidade dos solos dominados por caulinita foram

aproximadamente iguais àqueles solos dominados por

montmorilonita, os limites de liquidez dos cauliníticos (e

portanto os índices de plasticidade), foram consideravelmente

menores. Os baixos limites de liquidez nos oxissolos podem ser

atribuídos, segundo EL-SWAIFY e HENDERSON (1967), ã grande

restrição na tendência à expansão das caulinitas. Esta tendência

torna-se , sempre mais suprimida na presença de sesquióxidos (EL-

59

SWAIFY e EMERSON, 1975).

Os baixos valores de índice de plasticidade dos

latossolos estão evidenciados na figura 15, a qual mostra que os

índices IP localizam-se abaixo da linha-A, estabelecida por

Casagrande e definida pela equação IP = 0,73 (LL - 20), conforme

MITCHELL (1976). A linha-A separa os siltes inorgânicos, argilas

e siltes orgânicos (abaixo da linha) das argilas inorgânicas

(acima). Além da equação de regressão para os valores de IP x LL

dos latossolos utilizados neste trabalho (quadro 5), são

apresentadas outras duas obtidas por SATO, citado por EL-SWAIFY

(1980), para oxissolos havaianos: uma para solos de composição

predominantemente caulinítica, e a outra para solos de composição

predominantemente oxídica. Respectivamente, essas duas últimas

equações são, segundo SATO citado por EL-SWAIFY (1980), IP =

-0,25 + 0,39 (LL) e IP = -3,49 + 0,39 (LL). Como se observa, o

coeficiente angular para os latossolos é praticamente igual aos

dos oxissóis havaianos, sendo que o seu coeficiente linear sugere

uma composição mineralógica predominantemente caulinítica, o que

confiirma òs estudos de SANTOS FILHO (1977) ; FASOLO e COSTA LIMA

(1978).

É interessante observar que nenhuma correlação

importante nos limites e índices de consistência envolvendo a

porcentagem de argila foi observada. As porcentagens de areia e

silte, por outro lado, só apresentaram algum significado na

60

j a

m

L ü (. I ».rv

0 V.J 1.1' 1 C / J Cf"

J ' I O C L

c j

Ifl

EU

"lf'1 c t M 7m d t.p

rvi Q [ I I D E Z f % )

Figura 15. Relação entre o índice de plasticidade e o limite de liquidez. A linha "A" representa a divisão de Casagrande entre argilas inorgânicas (acima da linha) e argilas orgânicas (abaixo). As linhas pontilhadas referem-se aos solos havaianos de natureza predominantemente caulinítica ou oxídica, obtidos por SATO, citado por EL-SWAIFY (1980). Os pontos experimentais e a linha cheia referem-se ao LATOSSOLO ROXO do Estado do Paraná.

61

DSFMAX e FMAX, respectivamente. Foi observado, também, um

coeficiente de determinação muito baixo para a relação entre CTC

e argila, inclusive com coeficiente angular negativo. A CTC

melhor se correlacionou com o silte do que com a argila, e

significativamente com o carbono. As mesmas constatações se

verificaram quando se analisaram essas correlações lineares a

partir dos dados fornecidos por EMBRAPA (1984), considerando os

valores de argila, silte, carbono e CTC dos primeiros 30 cm de

todos os perfis de latossolo roxo.

Como uma consequência da alta densidade de cargas

negativas das substâncias húmicas, a matéria orgânica contribui

substancialmente na CTC (VAN DIJK, 1971; ALLISON, 1973). Isso é

especialmente verdadeiro para os horizontes superficiais dos

latossolos (KINJO, 1967; VAN RAIJ, 1967). Embora sua contribuição

seja dependente do pH (BACHE, 1979; KINJO, 1967; VAN RAIJ, 1967),

é difícil ter acesso à precisa extensão dos seus efeitos devido à

íntima associação entre o húmus e os constituintes inorgânicos do

solo (TATE e THENG, 1980). VAN RAIJ (1967), por exemplo,

verificou que em 22 perfis de solos do Estado de São Paulo, a

matéria orgânica contribuiu com 71% na CTC das amostras

superficiais. Os argumentos desses autores parecem fortes e

suficientes para mostrar as limitações das correlações simples do

tipo Y=A+BX, na interpretação de determinados fenômenos,

particularmente para os latossolos roxo, onde os coeficientes de

determinação, apesar de significativos, são na maioria deles

62

baixos (quadro 5). Para contornar esse problema, na prática, TATE

e THENG (1980) sugerem duas alternativas: (i) pela remoção

seletiva dos componentes orgânicos dos-minerais do solo, e (ii)

por procedimentos estatísticos, tal como a análise de regressão

múltipla. Segundo ZAR (1974), existem vários procedimentos de

regressão múltipla que permitem concluir quais das variáveis tem

significante efeito na variável dependente, como o procedimento

"stepwise", por exemplo.

A regressão "stepwise" foi aplicada em todos os limites

e índices de consistência, bem como nos valores de DSFMAX,

DSFMIN, e IP/ARG, todos em função das porcentagens de carbono,

argila, silte e areia dos solos considerados. Em todos os casos,

com exceção de DSFMAX e DSFMIN, a areia e o silte foram sempre

rejeitados na regressão por não apresentarem significância. Os

resultados são mostrados no quadro 6.

A indicação quantitativa dos efeitos da argila e da

matéria orgânica nos limites e índices de consistência, pode

agora ser analisada pelo confrontamento das constantes da equação

de regressão de "stepwise", já que as duas variáveis promoveram,

combinadamente, significativo ajuste com todos os limites e

índices, e com altos coeficientes de determinação.

As constantes do quadro 6 mostram que é necessária uma

variação percentual de argila 12,57 vezes maior do que a variação

na porcentagem de carbono para que eles produzam o mesmo efeito

63

Para a FMIN e IF, essas variações são 9,56 e 16,88,

Regressão "stepwise" entre os valores FMIN, FMAX, IF, LP, LL, DSFMAX, DSFMIN e IP/ARG com as porcentagens de carbono, argila, silte e areia das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades taxonômicas da classe LATOSSOLO ROXO ( modelo Y = AX1 + BX2 + CX3 + DX4, onde XI, X2, X3 e X4 representam, respectivamente, as porcentagens de carbono, argila, silte e areia; A, B, C e D são constantes e Y é a variável dependente).

Variável constantes r2 erro padrão da dependente A B C D ajustado estimativa

FMIN 1,816 0,190 — - 0,985*** 2,288 FMAX 4,061 0,323 - - 0,995*** 2,430 IF 2,245 0,133 - • - 0.975*** 2,382 LP 4,337 0,323 - - 0,996*** 2,137 LL 6,702 0,526 - - 0,998*** 2,449 IP 2,365 0,202 - - 0,986*** 2,414 DSFMAX 0,013 0, 006 0,005 0,011 0, 999*** 0, 018 DSFMIN -0,041 0, 011 0,012 0,014 0,999*** 0,042 IP/ARG 0, 044 0,002 — — 0,982*** 0,036

*** significativo ao nível de 0,1%

respectivamente. Esses valores evidenciam a importância da

matéria orgânica, comparativamente à argila, na definição desses

limites, particularmente no IF porque, independentemente da

porcentagem de argila, os valores de IF podem ser aumentados em

várias unidades percentuais com o aumento da matéria orgânica do

solo. Esta observação é de grande interesse prático, porquanto o

IF representa o intervalo de umidade ótima para se produzir uma

estrutura desejável aos solos (LIMA, 1970; BAVER et al. 1972),

com a produção de agregados distintos daqueles extremos amassados

como plástico ou daqueles finamente pulverizados (COLLIS-GEORGE

na FMAX.

Quadro 6.

64

et al., 1971). Com isso, o tempo de espera para dar início às

atividades de preparo mecânico num solo rico em matéria orgânica,

pode ser substancialmente reduzido após a ocorrência de chuva ou

irrigação.

Também deve ser observado pelas constantes do quadro 6,

que o carbono teve um maior efeito no IF do que na FMIN, na ordem

de 1,24 vezes, o que significa que para a FMAX esse efeito foi de

2,24 vezes maior do que nos valores da FMIN. Para a argila, por

outro lado, o seu efeito no IF foi cerca de 70% daquele produzido

na FMIN, significando que na FMAX esse efeito foi 1,70 vezes

maior do que nos valores da FMIN. Isso equivale a dizer que as

quantidades de água necessárias pela matéria orgânica e argila,

para que esses solos atinjam a condição de FMAX, são 2,24 e 1,70

vezes maior daquelas para atingir a FMIN, respectivamente.

Consequentemente, o estado de sasão desses solos aumenta na

proporção de 1,24 e 0,70 para cada unidade de água requerida^

respectivamente pela matéria orgânica e argila no valor da FMIN.

Esta situação se traduz, mais uma vez, favoravelmente à

importância do aumento da matéria orgânica do solo,.porque embora

ela também resulte num efeito positivo no aumento da FMIN, seu

efeito maior é no aumento da FMAX, com conseqüente aumento no

intervalo de friabilidade, o que é desejável do ponto de vista

agronômico.

Quanto aos limites e índices de plasticidade,

verifica-se que os efeitos tanto da matéria orgânica como da

65

argila no intervalo de consistência plástica, são aproximadamente

a metade daqueles que elas produzem no início desse estado

(IP/LP=0,55 para o carbono e 0,63 para a argila).

Consequentemente, o LL desses solos aumenta na proporção de 1,55

e 1,63 para cada unidade de água requerida respectivamente pela

matéria orgânica e argila no valor de LP.

Os efeitos quantitativos das frações orgânica e mineral

nos estados de consistência friável e plástico, são facilmente

verificados quando se relacionam os valores de IP/IF de cada

respectiva fração. Esses valores resultam em 1,053 para a fração

orgânica e 1,52 para a mineral. Diante disso, se conclui que a

matéria orgânica tem o mesmo efeito nos dois estados, enquanto

que a argila é 1,52 vezes mais efetiva no estabelecimento do

estado plástico do que no friável.

Na definição dos valores de densidade do solo nos

pontos de friabilidade mínima e máxima, o quadro 6 sugere que dás

frações minerais, a areia teve um comportamento idêntico nesses

limites extremos de friabilidade. Por outro lado, a redução dos

coeficientes da argila e do silte, quase em iguais proporções

(quadro 6), na friabilidade máxima, fazem supor que essas frações

participem ativamente no processo de agregação nesses solos a

partir do inicio do estado friável, reduzindo suas densidades. Os

diferentes sinais dos coeficientes do carbono para as densidades,

mostram que seus efeitos foram distintos em cada caso, isto é, um

66

aumento na densidade no ponto de friabilidade máxima e um

decréscimo na de mínima. Isso se explica pelo fato de que as

densidades foram obtidas com base nas massas úmidas de solo e

nessa condição a capacidade de retenção de água pela fração

orgânica é alta. Contudo, as magnitudes dos coeficientes dessa

fração mostram que a capacidade da matéria orgânica em aumentar a

densidade úmida na FMAX foi 3,2 vezes menor do que a sua

capacidade em decrescê-la na. FMIN.

A última regressão do quadro 6, finalmente, mostra que

é necessária uma variação percentual de argila 22 vezes maior do

que a de carbono para que ambas produzam um igual efeito na razão

de atividade. A despeito da importância que a razão de atividade

desempenha na engenharia de solos, a observação anterior mostra

que devem ser tomados cuidados especiais na interpretação desses

valores pelos efeitos da matéria orgânica. Do ponto de vista

agronômico, por outro lado, a razão de atividade não parece

encerrar algum significado importante.

67

5 CONCLUSÕES

De acordo com os objetivos deste trabalho e do que foi

discutido no item 4, pode-se concluir:

1) O estado médio de consistência friável dos latossolos estudados foi relativamente pequeno (20%), diante da magnitude ocupada pelo conjunto dos demais estados (seco, plástico e fluído), que foi de 80%.

2) A presença de um mínimo nas curvas densidade versus umidade,

confirmadas em todas as camadas dos solos estudados, demonstra

que uma importante variação no estado físico do solo ocorre neste

ponto, e os testes estatísticos revelaram que tanto a FMAX como o v LP foram capazes de identificar esse ponto de mudança entre o

estado friável e plástico, indistintamente.

3) A correlação entre os valores de IP e LL mostrou um

coeficiente angular para os latossolos estudados praticamente

igual aos dos oxissóis havaianos, e um coeficiente linear que

sugere uma composição mineralógica predominantemente caulinítica.

4) Dos efeitos quantitativos das frações orgânica e mineral, a

primeira se mostrou importante em todos os limites e índices de

consistência; da segunda, somente a argila. A matéria orgânica

apresentou igual efeito em ambos os estados friável e plástico,

enquanto a argila foi 1,52 vezes mais efetiva no estabelecimento

68

do estado plástico do que no friável.

5) Adicionalmente às porcentagens de carbono e argila, as

porcentagens de silte e areia também se mostraram importantes na

definição dos valores de máxima e mínima densidades do solo

úmido.

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LIMA, V.C. Evolução mineralógica de solos derivados de rochas eruptivas básicas no terceiro planalto do Estado do Paraná. 1978. (não publicada)

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73

ANEXO I

Valores experimentais da densidade úmida e umidade gravimétrica das camadas de 0 a 15 e 15 a 30cm de onze unidades taxonômicas da classe do LATOSSOLOS ROXO do Estado do Paraná.

SOLO: TOL CAMADA: O a 15cm

O tis Umidade (g/g) Densidade

1 0.0645 0. 976 0.0678 1.005

t; 0.1177 J.. 030 4 0.1231 1.056 5 0.1607 .1.070 6 0. .1698 1.094 7 0.1915 1. 090 8 0.2203 1.072 9 0.2264 0.955 10 0.2308 0.823 11 0.2373 0.7-47 12 0.2778 0.694 13 0.2969 0.652 14 0.3148 0.644 15 0.3175 0.651 16 0.3402 0.684 1.7 0.3478 0.714

SOLO: JUR CAMADA: 15 a 30cm

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0357 0.983 0.0725 0.964

3 0.0755 0.973 4 0.1148 1.007 5 0.1143 1.028 6 0.1250 1.050 7 0.1668 1.071 8 0.1923 1.069 9 0.2188 1.081 10 0.2400 1.007 11 0.2394 0.812 12 0.2500 0.713 13 0.2745 0.654 14 0.293.1. 0.625 15 0.3051 0.636 16 0.3143 0.669

SOLO: LIM CAMADA: O a 15cm

75

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0526 0.983 0.0755 1 .016

ò 0.0806 1 .036 4 0.1087 1.055 5 0.1154 1.072 6 0.1429 1.087 7 O.1556 1.103 8 0.1754 1. 112 9 0.1961 .1.056 10 0.2364 0.854 11 O.2453 0.711 12 0.2553 0.641 13 0.2750 0.630 14 0.2821 0.631 15 0.3000 0.630 16 0.3167 0.660 17 0.3333 0.678

SOLO: FOI CAMADA: 15 a 30 cm

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0377 0.954 2 0.0577 0.973 3 0.0714 O.986 4 0.0943 1.018 5 0.1000 1.026 6 0.1277 1.046 7 0.1458 1.066 8 0.1739 1.062 9 0.1818 1.09.1 10 0.2308 0.930 1.L 0.2407 0.808 12 0.2449 0.727 13 0.2600 0.690 14 0.2683 0.660 15 0.2969 0.632 16 0.3091 0.622 17 0.3208 O.620 18 0.3265 0.610 19 0.3333 0.628 20 0.3478 0.632 21 0.3478 0.632

SOLO: LAR CAMADA: O a i5cin

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0784 0.888 2 0.096 J. 0.902 3 0.1035 O.927 4 0.1552 0.951 5 0.1636 0.979 6 O.2064 O.999 7 0.2188 l.OOl 8 O.2333 O.977 9 0.2742 0.898 10 0.2909 O.753 11 0.3061 0.709 12 0.3509 0.691 13 0.3793 0.657 14 0.3969 0.631 15 O.4186 0.622 16 0.44 62 0.650 17 0.4474 O.674 18 0.4576 O.715

SOLO : LAR CAMADA: 15 a 30cin

Obs Umidade (g/g) Densidade

I. 0.0909 0.871 2 0.1136 0.890 3 0.1395 0.910 4 0.1489 0.934 5 O.1698 0.935 6 0.2000 0.954 7 O.2000 O.969 8 0.239.1. 0.981 9 0.2453 O.973 10 0.2881 0.817 11 0.2983 0.754 12 0.32OO O.705 .13 0.3409 0.68.1 14 0.3529 0.67 J. 15 O.3864 O.646 16 0.3878 0.607 17 0.4000 0.629 18 0.4286 0.645

SOLO: TOL CAMADA: O a 15cm

O tis Umidade (g/g) Densidade

.1 O.0426 1. . 030 0.0517 1.061 T 0.0877 1.096

4 0.1020 1. .109 5 0.1395 1. 126 6 0. .1.6.1.3 1. 144 7 O. .1.778 1.139 8 0.2000 1.117 9 0.2069 0.976 10 0.2353 0.823 11 0.2623 0.723 .1.2 0.2667 O. 697 13 O.2766 0.648 .14 0.2895 O. 617 15 0.3158 0.633 16 O • õ ó O ò 0.642 17 0.3 -5 -3 ó 0.669

SOLO: LCE CAMADA: 15 a 30cm

Ob5 Umidade (g/g) Densidade

.1 0.0263 1.005 o 0.0313 1.004 O.0638 1 .061

4 0.0889 1.078 5 0.0909 1.090 6 0„1094 1.112 7 O..13 79 1.115 8 0.1579 1.141 9 O.1795 1.146 .1.0 0.1944 1. 128 11 0.2292 1.113 12 0.2364 0.989 13 0.2500 0.842 .1.4 0.2500 0.786 15 0.2857 0.674 16 0.2941 0.640 17 0.2973 0.626 18 0.3095 0.614 .19 0.3571 0.614 20 0.3636 0.622

SDLGs LIE CAMADA: O a 15cm

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0448 O.985 2 O.0606 1.003 3 O.0746 1.037 4 0.1000 1.048 5 0.1212 1.065 6 0.1389 1.084 7 O.1500 1.081 8 0.1695 1.080 9 O.2069 1.O28 10 0.2222 0.838 11 0.2456 0.695 .1.2 0.2549 0.648 .1.3 0.2656 0.605 14 0.2941 0.595 .1.5 0.2979 0.607 16 0.3091 0.650

SOLO: LIE CAMADA: 15 a 30cm

O b s U m i d a d e ( g / g ) D e n s i d a d e

1 0.0170 0.937 r-y 0.0435 0.975 ò O.0635 0.999 4 0.0727 1.018 5 0.1000 1.036 6 0.1177 1.046 7 0.1450 1.068 8 0.1639 1.077 Q O.1765 1.086 10 0.1957 1.050 11 0.2281 0.877 12 0.2540 0.679 13 0.2702 0 - 629 14 0.2800 0.615 15 0.2941 0.610 16 0.3261 O. 612 17 0.3333 0.639

SOLO: LIM CAMADA: O a 15cm

79

Obs Umidade (g/g) Densidade

-1- 0.0129 0.955 2 0.0615 i.OOl 3 O.0667 1.040 4 0.0674 1.071 5 O.0796 1.OBO 6 0.14 84 1.096 7 0.2027 1.109 8 O.2200 1.04 2 9 0.2264 0.925 10 0.2500 0.788 11 0.2895 0.716 12 0.3077 O.591 13 0.3125 0.598 14 0.3158 O.597 15 0.3269 0.618 16 0.3333 0.648

SOLC): U M CAMADA: 15 a 30cm

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0377 0.954 2 0.0577 0.973 3 0.0714 0.986 4 0.0943 1.018 5 0.1000 1.026 6 0.1277 1.046 7 0.1458 1.066 8 0.1739 1.062 9 0.1818 1.091 10 0.2128 1.083 11 O.2200 1.058 12 0.23O8 O.930 13 0.2407 0.808 .1.4 0.2449 0.727 15 0.2600 0.69Û 16 O.2683 0.660 17 0.2969 0.632 18 0.3091 0.622 19 O.3208 0.620 20 O.3265 O.610 21 O.3333 0.628 22 0.3478 0.632 23 0.3492 O.639

SOLO: TOL CAMADA: O a 15cm

O tis Umidade (g/g) Densidade

1 0.0566 1 .014 0.0755 1.030

3 0.1091 1.070 4 0. .1.270 1 .082 5 O. 1.452 1.129 ó 0.1731 1.129 7 1 0.2O76 1.105 8 0.2295 0.866 9 0.2500 O. 775 10 0.27 42 O. 690 1 1 0.3014 0.671 12 0.3026 0.685 13 0.3036 0.698 14 0.3417 0.705

SOLO: CMO CAMADA: 15 a 30cm

Obs

1

4 5 6 7 8 9 10 .1.1 12 13 14

Umidade (g/g) Densidade

0755 0.997 0946 1.006 .1.111 1.044 1342 1.063 1493 1 .074 .1.781 1.088 1867 1.090 2174 1.061 2414 0.917 2714 0.760 2763 0.67 3 3014 0.631 3194 0.636 ò ò õ 0.670

SOLO: MAR CAMADA: O a 15cm

ü b s U m i d a d e ( g / g ) D e n s i d a d e

1 0 . 0 5 0 8 1 . 0 0 4 »-j 0 . 0 6 4 5 1 . 0 1 1 .ji O . 0 7 8 1 1 . 0 2 2

0 . 0 9 8 6 1 . 0 5 0 5 0 . 1 1 1 1 1 . 0 5 2 6 0 . 1 4 2 9 1 . 0 6 6 7 O . 1 6 0 0 1 . 0 6 0 8 0 . 1 8 4 6 1 . 0 0 2 9 0 . 2 1 5 4 0 . 8 9 0 10 0 . 2 3 0 8 • 0 . 7 9 4 11. 0 . 2 7 4 2 0 . 6 7 3 .12 0 . 2 8 3 0 0 . 6 4 2 13 0 . 2 8 7 7 0 . 6 5 4 14 0 . 3 1 8 8 0 . 6 8 1

S O L O : MAR C A M A D A : 15 a 3 0 c r n

O b s U m i d a d e ( g / g ) D e n s i d a d e

1 0 . 0 4 0 8 0 . 9 4 6 0 . 0 7 2 7 0 . 9 8 3

. j» 0 . 0 8 9 3 1 . 0 1 9 4 0 . 1 1 6 7 1 . 0 2 9 5 0 . 1 4 2 9 1 . 0 4 6 6 0 . 1 7 7 4 1 . 0 4 9 7 0 . 1 8 4 6 1 . 0 7 6 8 0 . 2 0 3 7 1 . 0 4 1 9 0 . 2 3 7 3 0 . 9 5 0 1 0 0 . 2 4 0 7 0 . 8 4 1 11 0 . 2 5 9 3 0 . 7 5 2 1 2 0 . 3 . 1 . 2 5 0 . 6 8 3 13 0 . 3 1 4 8 0 . 6 4 3 14 0 . 3 2 5 6 0 . 6 4 9 15 0 . 3 5 8 5 0 . 6 5 9 16 0 . 3 5 4 2 0 . 6 6 6 17 0 . 3 8 3 3 0 . 7 2 0 ? . o p

SOLO: TOL CAMADA: O a 15cm

O tis Umidade (g/g) Densidade

1 O.0536 O. 940 tJ 0.0750 0.954

0.1053 0 .990 4 0.1177 1.005 5 0.1163 1.034 6 0.1163 .L .051 7 0.1786 1.052 8 0. 1B.L8 1.036 9 0.2222 0 .934 10 0.2364 0.787 11 O.2432 0.712 .1.2 0.2632 0.660 13 0.2791 0.631 14 0.2979 0.603 15 0.3243 0. 592 16 0.3192 0 .601 17 0.3158 0.605 18 (_) „ . js .3 . '•« 0. 607 19 0.3417 0.646

SüLO: TOL CAMADA: 15 a 30cm

•tas U m i d a d e ( g / g ) D e n s i d a d e

1 0.0630 0.937 2 0.0583 0.954 3 0.0816 O.988 4 0.1191 1.016 5 0.1220 1.037 6 0.1698 1.048 7 0.1818 1.059 8 0.1915 1.044 9 0.1951 0.941 10 0.2171 0.764 11 0.2391 0.688 12 0.2708 0.653 13 0.2778 0.643 .1.4 0.2800 0.637 15 0.2857 0.599 16 0.3200 0.609 17 . 0.2979 0.589 18 0.2927 0.597 19 0.3250 0.603 20 0.3571 0.598 21 0.3462 0.606 22 0.37 50 0.660

SOLO: TOL CAMADA: O a 15cm

O tis Umidade (g/g) Densidade

1 0.0417 0.889 2 0.0909 0.914 3 O .111.1 O . 927 4 0.1132 0.944 5 0.1633 0.985 6 0.1818 0.996 7 0.2093 0.985 8 O.2200 O.929 9 0.2407 0.850 10 0.2857 0.776 11 0.3044 . 0.725 12 0.3065 0.710 13 0.3148 O.659 .14 0.3250 0.648 15 0.3333 0.642 16 0.3684 0.631 .1.7 0.3973 0.644 18 0.4321 0.732

SOLO; CAM CAMADA: 15 a -30cm

Obs Umidade (g/g) Densidade

1 0.0658 0.917 2 O . 086.2 O . 942 3 0.1053 0.959 4 0.14 00 0.996 5 0.1482 1.008 6 O.2037 1.027 7 0.2182 1.039 8 0.2340 1.036 9 O.2698 O.827 10 0.3091 0.720 1.1 0.3333 0.688 12 0.3519 0.668 .13 0.3659 0.634 14 0.3721 0.625 15 O.4035 0.699 16 0.4035 0.699

SOLO: UBJ. CAMADA: O a 15 cm

Obs Umidade (y/g) Densidad

1 0 . 0 7 1 4 0 . 8 4 1 0 . 0 7 9 0 0 . B 7 0

õ 0 . 0 8 1 6 0 . 9 1 7 4 0 . 1 0 4 2 0 . 9 5 2 5 O . 1 2 7 7 0 . 9 8 5 6 0 . 1 4 2 9 0 . 9 9 3 7 0 - 1 8 0 3 1 . O O I 8 O . 2 3 2 1 0 . 84 1 9 O . 2 5 3 7 0 . 7 6 5 10 O . 2 6 9 2 0 . 7 1 8 11 0 . 3 1 4 3 . 0 . 7 O I 1 2 0 . 3 2 B S 0 . 6 3 8 13 O . 3 3 9 o 0 . 6 2 3 14 0 . 3 7 7 4 0 . 7 1 3

S O L O ; LI BI CAMADA: 15 a 30cm

Obs Umidade (g/g) Densidad

1 0 . 0 3 8 5 0 . 8 9 2 0 . 0 4 8 4 0 . 9 2 1 0 . 0 7 2 7 0 . 9 4 7

4 0 . 1 0 9 .1. 0 . 9 6 3 0 . 1 1 8 6 0 . 9 9 6

6 0 . 1 5 1 5 1 . 0 1 2 7 0 . 1 5 2 5 .1.. 0 8 4 8 0 . .1.8.1.8 1 . 0 4 7 n 7 0 . 2 1 6 7 1 . 0 6 3 10 0 . 224.1. 1 . 0 2 6 11 0 . 2 3 9 4 0 . 8 4 0 .1 2 0 . 2 5 9 3 0 . 7 6 1 13 0 . 2 6 9 8 0 . 7 0 0 14 0 . 3 0 0 0 0 . 6 7 4 15 o. ::\>r/y. 0 . 6 4 6 16 0 . 3 1 4 0 0 . 6 3 9 17 0 . 3 2 3 3 0 . 6 5 1 .1.8 0 . 34.1.5 0 . 6 6 9 19 0 . 3 5 2 9 0 . 6 9 7

85

ANEXO II

Testes estatísticos de (i) igualdade entre as variâncias e (ii) comparação de médias de de dados pareados entre a friabilidade máxima obtida segundo LIMA (1970) e o limite de plasticidade determinado segundo CASAGRANDE (1932).

Fwo-Samp1e Analysis Results 86

Sample Statistics: Number of Obs. Average Variance Std. Deviation Median

LP TO i. L

32,8182 12.1935 3.49043 31.8

FMAX Li.

32.3364 9.96433 3.15643 31.25

Pooled 44 32.5773 11.0739 ' "1 7 7 C •>. o i; / j •> i . j j

Difference between tfeans = 0.481318 Conf, Interval For Diff. in Means: (Equal Vars.) Saeple 1 - Sample 2 (Unequal Vars.) Sample I - Sample 2

95 Percent -1,5435 2.50713 42 D.F. -i.5441 2.50774 41.6 D.F.

Ratio of Variances = 1,22271 Conf. interval for Ratio of Variances: 0 Percent

Sample 1 7 Sample 2

Hypothesis Test for HO: P i H = 0 vs flit: NE

at Alpha = 0.05

Computed t statistic = 0.480208 Biu. Level = 0.633571 so do not reject HO.

HYPOTHESIS TESTS FOR MEAN!

DIFFERENCE PETWEEN MEANS: PAIRED OBSERVATIONS

HEADER DATA FOR: D:DAD0STES NUH8ER OF CASES: 22 NUMBER OF VARIABLES: 27

HYPOTHESIZED DIFF. = .0000 MEAN = .4818

STD, DEV. = 1.3872 STD. ERROR = .2958

N = 22 (CASES 1 TO

T = 1.629J (D.F, = 21) GROUP 1: LP GROUP 2: FHAX

PRÜF. = .0591

PRESS ANY KEY TO C0H11HUE.